Le concept d'homéostasie du corps humain en médecine et en biologie. L'homéostasie et ses manifestations à différents niveaux de l'organisation des biosystèmes

L'homéostasie au sens classique du terme est un concept physiologique désignant la stabilité de la composition de l'environnement interne, la constance des composants de sa composition, ainsi que l'équilibre des fonctions biophysiologiques de tout organisme vivant.

La base d'une fonction biologique telle que l'homéostasie est la capacité des organismes vivants et des systèmes biologiques à résister aux changements environnementaux ; en même temps, les organismes utilisent des mécanismes de défense autonomes.

Pour la première fois, ce terme a été utilisé par le physiologiste-scientifique américain W. Cannon au début du XXe siècle.
Tout objet biologique a des paramètres universels d'homéostasie.

L'homéostasie du système et de l'organisme

La base scientifique d'un phénomène tel que l'homéostasie a été formée par le Français K. Bernard - c'était une théorie sur la composition constante de l'environnement interne dans les organismes des êtres vivants. Cette théorie scientifique a été formulée dans les années quatre-vingt du XVIIIe siècle et a été largement développée.

Ainsi, l'homéostasie est le résultat d'un mécanisme complexe d'interaction dans le domaine de la régulation et de la coordination, qui se produit à la fois dans le corps dans son ensemble, et dans ses organes, cellules et même au niveau des molécules.

Le concept d'homéostasie a reçu une impulsion pour un développement supplémentaire à la suite de l'utilisation de méthodes cybernétiques dans l'étude de systèmes biologiques complexes, tels que la biocénose ou la population).

Fonctions d'homéostasie

L'étude d'objets dotés d'une fonction de rétroaction a permis aux scientifiques de connaître les nombreux mécanismes responsables de leur stabilité.

Même dans des conditions de changements graves, les mécanismes d'adaptation (adaptation) ne permettent pas aux propriétés chimiques et physiologiques de l'organisme de changer considérablement. Cela ne veut pas dire qu'ils restent absolument stables, mais des écarts graves ne se produisent généralement pas.

Mécanismes d'homéostasie

Le mécanisme de l'homéostasie est le plus développé dans les organismes des animaux supérieurs. Dans les organismes des oiseaux et des mammifères (y compris l'homme), la fonction d'homéostasie permet de maintenir la stabilité de la quantité d'ions hydrogène, régule la constance de la composition chimique du sang, maintient la pression dans le système circulatoire et la température corporelle à environ la même niveau.

L'homéostasie affecte les systèmes organiques et le corps dans son ensemble de plusieurs manières. Cela peut être un effet à l'aide d'hormones, du système nerveux, des systèmes excréteurs ou neuro-humoraux du corps.

L'homéostasie humaine

Par exemple, la stabilité de la pression dans les artères est maintenue par un mécanisme de régulation qui fonctionne à la manière des réactions en chaîne dans lesquelles pénètrent les organes sanguins.

Cela se produit parce que les récepteurs des vaisseaux détectent un changement dans la force de pression et transmettent un signal à ce sujet au cerveau humain, qui envoie des impulsions de réponse aux centres vasculaires. La conséquence en est le renforcement ou l'affaiblissement du tonus du système circulatoire (cœur et vaisseaux sanguins).

De plus, les organes de régulation neuro-humorale entrent en action. À la suite de cette réaction, la pression revient à la normale.

Homéostasie de l'écosystème

Un exemple d'homéostasie dans le règne végétal est le maintien d'une humidité constante des feuilles en ouvrant et en fermant les stomates.

L'homéostasie est également caractéristique des communautés d'organismes vivants de tout degré de complexité ; Par exemple, le fait qu'au sein de la biocénose une composition relativement stable d'espèces et d'individus soit préservée est une conséquence directe de l'action de l'homéostasie.

Homéostasie de la population

Ce type d'homéostasie en tant que population (son autre nom est génétique) joue le rôle d'un régulateur de l'intégrité et de la stabilité de la composition génotypique d'une population dans un environnement changeant.

Il agit en préservant l'hétérozygotie, ainsi qu'en contrôlant le rythme et la direction des changements mutationnels.

Ce type d'homéostasie donne à la population la possibilité de maintenir une composition génétique optimale, ce qui permet à la communauté des organismes vivants de maintenir une viabilité maximale.

Le rôle de l'homéostasie dans la société et l'écologie

La nécessité de gérer des systèmes complexes de nature sociale, économique et culturelle a conduit à l'expansion du terme homéostasie et son application non seulement aux objets biologiques, mais aussi aux objets sociaux.

Un exemple du travail des mécanismes sociaux homéostatiques est la situation suivante : s'il y a un manque de connaissances ou de compétences ou un déficit professionnel dans une société, alors par un mécanisme de rétroaction, ce fait oblige la communauté à se développer et à s'améliorer.

Et dans le cas d'un nombre excessif de professionnels qui ne sont pas réellement demandés par la société, des réactions négatives se produiront et le nombre de professions inutiles diminuera.

Récemment, le concept d'homéostasie a trouvé une large application en écologie, en lien avec la nécessité d'étudier l'état des systèmes écologiques complexes et de la biosphère dans son ensemble.

En cybernétique, le terme homéostasie est utilisé pour désigner tout mécanisme qui a la capacité de s'autoréguler automatiquement.

Liens sur le thème de l'homéostasie

L'homéostasie sur Wikipédia

L'homéostasie est tout processus d'autorégulation par lequel les systèmes biologiques s'efforcent de maintenir une stabilité interne, en s'adaptant aux conditions optimales de survie. Si l'homéostasie réussit, la vie continue ; sinon, une catastrophe ou la mort se produira. La stabilité atteinte est en fait un équilibre dynamique dans lequel un changement continu se produit, mais des conditions relativement homogènes prévalent.

Caractéristiques et rôle de l'homéostasie

Tout système en équilibre dynamique veut atteindre un état stable, un équilibre qui résiste aux changements externes. Lorsqu'un tel système est perturbé, les régulateurs intégrés réagissent aux écarts pour établir un nouvel équilibre. Ce processus est l'un des contrôles de rétroaction. Des exemples de régulation homéostatique sont tous les processus d'intégration et de coordination des fonctions médiées par les circuits électriques et les systèmes nerveux ou hormonaux.

Un autre exemple de régulation homéostatique dans un système mécanique est l'action d'un régulateur de température ambiante ou d'un thermostat. Le cœur du thermostat est un bilame qui réagit aux changements de température en complétant ou en perturbant un circuit électrique. Lorsque la pièce se refroidit, le circuit est terminé et le chauffage est allumé et la température augmente. Au niveau réglé, le circuit est interrompu, le four s'arrête et la température baisse.

Cependant, les systèmes biologiques d'une grande complexité ont des régulateurs difficiles à comparer avec des dispositifs mécaniques.

Comme indiqué précédemment, le terme homéostasie fait référence au maintien de l'environnement interne du corps dans des limites étroites et étroitement contrôlées. Les principales fonctions importantes pour maintenir l'homéostasie sont l'équilibre hydrique et électrolytique, la régulation acide, la thermorégulation et le contrôle métabolique.

Le contrôle de la température corporelle chez l'homme est considéré comme un excellent exemple d'homéostasie dans un système biologique. La température normale du corps humain est d'environ 37 ° C, mais divers facteurs peuvent influencer ce chiffre, notamment les hormones, le taux métabolique et les maladies qui conduisent à des températures excessivement élevées ou basses. La régulation de la température corporelle est contrôlée par une zone du cerveau appelée l'hypothalamus.

La rétroaction sur la température corporelle est acheminée par la circulation sanguine jusqu'au cerveau et entraîne des ajustements compensatoires de la fréquence respiratoire, des niveaux de sucre et du taux métabolique. La perte de chaleur chez l'homme est provoquée par une diminution de l'activité, de la transpiration et des mécanismes de transfert de chaleur qui permettent à plus de sang de circuler près de la surface de la peau.

La réduction des pertes de chaleur provient de l'isolation, d'une circulation réduite vers la peau et de changements culturels tels que l'utilisation de vêtements, d'abris et de sources de chaleur tierces. La plage entre les niveaux élevés et bas de la température corporelle constitue un plateau homéostatique - la plage «normale» qui maintient la vie. À l'approche de l'un des deux extrêmes, une action corrective (par une rétroaction négative) ramène le système à sa plage normale.

Le concept d'homéostasie s'applique également aux conditions environnementales. Proposée pour la première fois par l'écologiste américain Robert MacArthur en 1955, l'idée que l'homéostasie est le produit d'une combinaison de biodiversité et d'un grand nombre d'interactions écologiques entre espèces.

Cette hypothèse a été considérée comme un concept qui pourrait aider à expliquer la durabilité d'un système écologique, c'est-à-dire sa conservation en tant que type spécifique d'écosystème au fil du temps. Depuis lors, le concept a quelque peu changé et a inclus une composante non vivante de l'écosystème. Ce terme a été utilisé par de nombreux écologistes pour décrire la réciprocité qui se produit entre les parties vivantes et non vivantes d'un écosystème pour maintenir le statu quo.

L'hypothèse Gaia est un modèle de la Terre, proposé par le scientifique anglais James Lovelock, qui considère divers composants vivants et non vivants comme des composants d'un système plus vaste ou d'un organisme unique, suggérant que les efforts collectifs d'organismes individuels contribuent à l'homéostasie au niveau planétaire. niveau.

Homéostasie cellulaire

Dépendez de l'environnement du corps pour maintenir la vitalité et fonctionner correctement. L'homéostasie maintient l'environnement du corps sous contrôle et maintient des conditions favorables aux processus cellulaires. Sans les bonnes conditions corporelles, certains processus (comme l'osmose) et protéines (comme les enzymes) ne fonctionneront pas correctement.

Pourquoi l'homéostasie est-elle importante pour les cellules ? Les cellules vivantes dépendent du mouvement des produits chimiques qui les entourent. Les produits chimiques tels que l'oxygène, le dioxyde de carbone et les aliments dissous doivent être transportés dans et hors des cellules. Ceci est réalisé par des processus de diffusion et d'osmose, qui dépendent de l'équilibre de l'eau et du sel dans le corps, qui sont maintenus par l'homéostasie.

Les cellules dépendent des enzymes pour accélérer de nombreuses réactions chimiques qui maintiennent les cellules en vie et fonctionnelles. Ces enzymes fonctionnent mieux à certaines températures et, par conséquent, l'homéostasie est à nouveau vitale pour les cellules car elle maintient une température corporelle constante.

Exemples et mécanismes d'homéostasie

Voici quelques exemples de base d'homéostasie dans le corps humain, ainsi que les mécanismes qui les soutiennent :

Température corporelle

L'exemple le plus courant d'homéostasie chez l'homme est la régulation de la température corporelle. La température corporelle normale, comme nous l'avons écrit ci-dessus, est de 37 ° C. Des températures supérieures ou inférieures aux valeurs normales peuvent entraîner de graves complications.

L'insuffisance musculaire survient à une température de 28 ° C. À 33 ° C, une perte de conscience survient. A 42°C, le système nerveux central commence à se détériorer. La mort survient à 44°C. Le corps contrôle la température en générant ou en libérant un excès de chaleur.

Concentration de glucose

La concentration de glucose fait référence à la quantité de glucose (sucre dans le sang) présente dans le sang. Le corps utilise le glucose comme source d'énergie, mais trop ou trop peu de glucose peut entraîner de graves complications. Plusieurs hormones régulent la glycémie. L'insuline abaisse la concentration de glucose, tandis que le cortisol, le glucagon et les catécholamines augmentent.

Niveaux de calcium

Les os et les dents contiennent environ 99% du calcium dans le corps, tandis que les 1% restants circulent dans le sang. Trop ou trop peu de calcium dans le sang a des conséquences négatives. Si le taux de calcium dans le sang diminue trop, les glandes parathyroïdes activent leurs récepteurs sensibles au calcium et libèrent l'hormone parathyroïdienne.

La PTH signale aux os de libérer du calcium afin d'augmenter sa concentration dans le sang. Si le taux de calcium augmente trop, la glande thyroïde libère de la calcitonine et fixe l'excès de calcium dans les os, diminuant ainsi la quantité de calcium dans le sang.

Volume de liquide

Le corps doit maintenir un environnement interne constant, ce qui signifie qu'il doit réguler la perte ou la reconstitution des fluides. Les hormones aident à réguler cet équilibre en provoquant l'excrétion ou la rétention d'eau. Si le corps manque de liquide, l'hormone antidiurétique signale aux reins de retenir le liquide et réduit la production d'urine. Si le corps contient trop de liquide, il supprime l'aldostérone et signale une plus grande production d'urine.

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Homéostasie(grec ancien ὁμοιοστάσις de ὅμοιος - le même, similaire et στάσις - debout, immobilité) - autorégulation, capacité d'un système ouvert à maintenir la constance de son état interne grâce à des réactions coordonnées visant à maintenir l'équilibre dynamique. Le désir du système de se reproduire, de rétablir l'équilibre perdu, de vaincre la résistance de l'environnement extérieur. L'homéostasie d'une population est la capacité d'une population à maintenir un certain nombre de ses individus pendant longtemps.

informations générales

Propriétés d'homéostasie

• Instabilité
• En quête d'équilibre
• Imprévisibilité

• Régulation du métabolisme de base en fonction du régime alimentaire.

Article principal : Retour d'information

Homéostasie écologique

Homéostasie biologique

Homéostasie cellulaire

La régulation de l'activité chimique de la cellule est réalisée par un certain nombre de processus, parmi lesquels une modification de la structure du cytoplasme lui-même, ainsi que de la structure et de l'activité des enzymes, revêt une importance particulière. L'autorégulation dépend de la température, de l'acidité, de la concentration du substrat et de la présence de certains macro et microéléments. Les mécanismes d'homéostasie cellulaire visent à restaurer les cellules naturellement mortes de tissus ou d'organes en cas de violation de leur intégrité.

Régénération-le processus de renouvellement des éléments structurels du corps et de restauration de leur nombre après dommage, visant à assurer l'activité fonctionnelle nécessaire

Selon la réponse régénérative, les tissus et organes de mammifères peuvent être divisés en 3 groupes :

1) tissus et organes caractérisés par une régénération cellulaire (os, tissu conjonctif lâche, système hématopoïétique, endothélium, mésothélium, muqueuses du tractus gastro-intestinal, des voies respiratoires et du système génito-urinaire)

2) les tissus et organes, caractérisés par une régénération cellulaire et intracellulaire (foie, reins, poumons, muscles lisses et squelettiques, système nerveux autonome, pancréas, système endocrinien)

3) tissus caractérisés par une régénération majoritairement ou exclusivement intracellulaire (myocarde et cellules ganglionnaires du système nerveux central)

Au cours de l'évolution, 2 types de régénération se sont formés : physiologique et réparatrice.

Autres endroits

L'actuaire peut parler de homéostasie du risque, dans laquelle, par exemple, les personnes qui ont un système de freinage antiblocage dans leur voiture ne sont pas dans une position plus sûre que celles qui n'en ont pas, parce que ces personnes compensent inconsciemment une voiture plus sûre avec une conduite risquée. C'est parce que certains des mécanismes de restriction - par exemple, la peur - cessent de fonctionner.

homéostasie du stress

Exemples de

• Thermorégulation
  • Des tremblements des muscles squelettiques peuvent commencer si la température corporelle est trop basse.
• Réglementation chimique

Sources de

1. O.-Ya.L. Bekish. Biologie médicale. - Minsk : Urajay, 2000 .-- 520 p. - ISBN 985-04-0336-5.

Thème № 13. L'homéostasie, les mécanismes de sa régulation.

Le corps comme système ouvert d'autorégulation.

Un organisme vivant est un système ouvert qui a une connexion avec l'environnement à travers les systèmes nerveux, digestif, respiratoire, excréteur, etc.

Au cours du métabolisme avec la nourriture, l'eau, les échanges gazeux, divers composés chimiques pénètrent dans le corps, qui subissent des modifications dans le corps, pénètrent dans la structure du corps, mais ne restent pas en permanence. Les substances assimilées se désintègrent, libèrent de l'énergie, les produits de désintégration sont éliminés dans l'environnement extérieur. La molécule détruite est remplacée par une nouvelle, etc.

Le corps est un système ouvert et dynamique. Dans un environnement en constante évolution, le corps maintient un état stable pendant un certain temps.

Notion d'homéostasie. Lois générales de l'homéostasie des systèmes vivants.

Homéostasie - la propriété d'un organisme vivant de maintenir la relative constance dynamique de l'environnement interne. L'homéostasie s'exprime dans la constance relative de la composition chimique, la pression osmotique, la stabilité des principales fonctions physiologiques. L'homéostasie est spécifique et due au génotype.

La préservation de l'intégrité des propriétés individuelles d'un organisme est l'une des lois biologiques les plus générales. Cette loi est assurée dans la rangée verticale des générations par les mécanismes de reproduction, et tout au long de la vie de l'individu - par les mécanismes de l'homéostasie.

Le phénomène de l'homéostasie est une propriété adaptative d'un organisme, développée de manière évolutive et héréditairement fixée, aux conditions environnementales normales. Cependant, ces conditions peuvent être à court ou à long terme en dehors de la plage normale. Dans de tels cas, les phénomènes d'adaptation se caractérisent non seulement par la restauration des propriétés habituelles de l'environnement interne, mais également par des modifications fonctionnelles à court terme (par exemple, une augmentation du rythme de l'activité cardiaque et une augmentation de la fréquence des mouvements respiratoires avec augmentation du travail musculaire). Les réponses d'homéostasie peuvent être dirigées vers :

maintenir des niveaux d'état d'équilibre connus ;

élimination ou limitation de l'action des facteurs nocifs;

développement ou préservation de formes optimales d'interaction entre l'organisme et l'environnement dans les conditions modifiées de son existence. Tous ces processus déterminent l'adaptation.

Par conséquent, le concept d'homéostasie signifie non seulement la constance connue de diverses constantes physiologiques de l'organisme, mais comprend également les processus d'adaptation et de coordination des processus physiologiques qui assurent l'unité de l'organisme non seulement dans des conditions normales, mais également dans des conditions changeantes. de son existence.

Les principaux composants de l'homéostasie ont été identifiés par K. Bernard, et ils peuvent être divisés en trois groupes :

A. Substances qui répondent aux besoins cellulaires :

Substances nécessaires à la formation d'énergie, à la croissance et à la récupération - glucose, protéines, graisses.

NaCl, Ca et autres substances inorganiques.

Oxygène.

Sécrétion interne.

B. Facteurs environnementaux affectant l'activité cellulaire :

Pression osmotique.

Température.

Concentration d'ions hydrogène (pH).

B. Mécanismes pour assurer la cohésion structurelle et fonctionnelle :

Hérédité.

Régénération.

Réactivité immunobiologique.

Le principe de régulation biologique assure l'état interne de l'organisme (son contenu), ainsi que la relation entre les étapes de l'ontogénie et de la phylogénie. Ce principe s'est avéré répandu. Lors de son étude, la cybernétique est née - la science du contrôle ciblé et optimal des processus complexes dans la faune, la société humaine et l'industrie (Berg I.A., 1962).

Un organisme vivant est un système contrôlé complexe où de nombreuses variables de l'environnement externe et interne interagissent. Le point commun à tous les systèmes est la présence saisir variables, qui, en fonction des propriétés et des lois de comportement du système, sont transformées en fins de semaine variables (Fig. 10).

Riz. 10 - Schéma général d'homéostasie des systèmes vivants

Les variables de sortie dépendent des lois d'entrée et de comportement du système.

L'effet du signal de sortie sur la partie commande du système est appelé retour d'information , ce qui est d'une grande importance dans l'autorégulation (réaction homéostatique). Distinguer négatif etpositif retour d'information.

Négatif la rétroaction réduit l'influence du signal d'entrée de la valeur de la sortie selon le principe : « plus (à la sortie), moins (à l'entrée) ». Il aide à restaurer l'homéostasie du système.

À positif retour, la valeur du signal d'entrée augmente selon le principe : « plus (à la sortie), plus (à l'entrée) ». Il améliore la déviation résultante de l'état initial, ce qui conduit à une violation de l'homéostasie.

Cependant, tous les types d'autorégulation fonctionnent selon le même principe : l'auto-déviation de l'état initial, qui sert d'incitation à activer des mécanismes de correction. Ainsi, le pH sanguin normal est de 7,32 à 7,45. Un changement de pH de 0,1 entraîne une altération de l'activité cardiaque. Ce principe a été décrit par P.K. Anokhin. en 1935 et appelé le principe de rétroaction, qui sert à mettre en œuvre des réactions adaptatives.

Principe général de la réaction homéostatique(Anokhin : « Théorie des systèmes fonctionnels ») :

écart par rapport au niveau initial → signal → activation des mécanismes de régulation selon le principe de rétroaction → correction des changements (normalisation).

Ainsi, pendant le travail physique, la concentration de CO 2 dans le sang augmente → le pH passe du côté acide → le signal pénètre dans le centre respiratoire de la moelle allongée → les nerfs centrifuges conduisent une impulsion vers les muscles intercostaux et la respiration s'approfondit → diminution du CO 2 dans le sang, le pH est rétabli.

Mécanismes de régulation de l'homéostasie aux niveaux moléculaire-génétique, cellulaire, biologique, spécifique à la population et biosphérique.

Les mécanismes homéostatiques régulateurs fonctionnent aux niveaux génétique, cellulaire et systémique (organique, spécifique à la population et biosphérique).

Mécanismes génétiques homéostasie. Tous les phénomènes d'homéostasie du corps sont déterminés génétiquement. Déjà au niveau des produits géniques primaires, il existe une connexion directe - "un gène de structure - une chaîne polypeptidique". De plus, il existe une correspondance colinéaire entre la séquence nucléotidique de l'ADN et la séquence d'acides aminés de la chaîne polypeptidique. Le programme héréditaire du développement individuel d'un organisme prévoit la formation de caractéristiques spécifiques à l'espèce non pas dans des conditions environnementales constantes, mais dans des conditions environnementales changeantes, dans le cadre de la vitesse de réaction déterminée héréditairement. Le double brin de l'ADN est essentiel dans les processus de sa réplication et de sa réparation. Les deux sont directement liés à la garantie de la stabilité du fonctionnement du matériel génétique.

D'un point de vue génétique, on peut distinguer les manifestations élémentaires et systémiques de l'homéostasie. Des exemples de manifestations élémentaires de l'homéostasie sont : le contrôle génique de treize facteurs de coagulation sanguine, le contrôle génique de l'histocompatibilité des tissus et des organes, qui permet la transplantation.

Le site transplanté est appelé greffer. L'organisme à partir duquel le tissu destiné à la transplantation est prélevé est donneur , et qui est transplanté - destinataire . Le succès de la greffe dépend des réponses immunologiques de l'organisme. Distinguer autotransplantation, transplantation syngénique, allotransplantation et xénotransplantation.

Autogreffe – Greffe de tissus du même organisme. Dans ce cas, les protéines (antigènes) du greffon ne diffèrent pas des protéines du receveur. Une réaction immunologique ne se produit pas.

Greffe syngénique réalisée chez des jumeaux identiques de même génotype.

Allogreffe – transplantation de tissus d'un individu à un autre, appartenant à la même espèce. Le donneur et le receveur diffèrent par les antigènes, par conséquent, chez les animaux supérieurs, une greffe à long terme de tissus et d'organes est observée.

Xénotransplantation - le donneur et le receveur appartiennent à des types d'organismes différents. Ce type de transplantation réussit chez certains invertébrés, mais chez les animaux supérieurs, de telles transplantations ne prennent pas racine.

En transplantation, le phénomène de tolérance immunologique (compatibilité des tissus). La suppression de l'immunité en cas de transplantation tissulaire (immunosuppression) est obtenue par: suppression de l'activité du système immunitaire, rayonnement, introduction de sérum antilymphotique, hormones du cortex surrénalien, médicaments chimiques - antidépresseurs (imuran). La tâche principale est de supprimer non seulement l'immunité, mais aussi l'immunité de transplantation.

Immunité de greffe déterminé par la constitution génétique du donneur et du receveur. Les gènes responsables de la synthèse des antigènes qui provoquent une réaction au tissu transplanté sont appelés gènes d'incompatibilité tissulaire.

Chez l'homme, le principal système génétique d'histocompatibilité est le système HLA (Human Leukocyte Antigen). Les antigènes sont assez abondants à la surface des leucocytes et sont déterminés à l'aide d'antisérums. Le plan de la structure du système chez les humains et les animaux est le même. Une terminologie unifiée a été adoptée pour décrire les loci génétiques et les allèles du système HLA. Les antigènes sont désignés par : HLA-A 1 ; HLA-A 2 etc. Les nouveaux antigènes non définitivement identifiés sont désignés W (Work). Les antigènes du système HLA sont divisés en 2 groupes : SD et LD (Fig. 11).

Les antigènes du groupe SD sont déterminés par des méthodes sérologiques et déterminés par les gènes de 3 sous-locus du système HLA : HLA-A ; HLA-B ; HLA-C.

Riz. 11 - Système génétique majeur HLA d'histocompatibilité humaine

LD - les antigènes sont contrôlés par le sous-locus HLA-D du sixième chromosome et sont déterminés par la méthode des cultures mixtes de leucocytes.

Chacun des gènes qui contrôlent les antigènes HLA humains possède un grand nombre d'allèles. Ainsi, le sous-locus HLA-A - contrôle 19 antigènes ; HLA-B-20; HLA-C - 5 antigènes "de travail" ; HLA-D - 6. Ainsi, environ 50 antigènes ont déjà été trouvés chez l'homme.

Le polymorphisme antigénique du système HLA est le résultat de l'origine de l'un à partir de l'autre et d'une relation génétique étroite entre eux. L'identité du donneur et du receveur des antigènes HLA est nécessaire pour la transplantation. Une greffe de rein, identique au niveau des 4 antigènes du système, assure un taux de survie de 70 % ; 3 - 60 % ; 2 à 45 % ; 1 - 25 % chacun.

Il existe des centres spéciaux qui dirigent la sélection d'un donneur et d'un receveur pour la transplantation, par exemple aux Pays-Bas - "Eurotransplant". Le typage de l'antigène HLA est également effectué en République de Biélorussie.

Mécanismes cellulaires l'homéostasie visent à restaurer les cellules tissulaires, les organes en cas de violation de leur intégrité. L'ensemble des processus visant à restaurer des structures biologiques destructibles est appelé régénération. Ce processus est typique à tous les niveaux : le renouvellement des protéines, des éléments constitutifs des organites cellulaires, des organites entiers et des cellules elles-mêmes. Restauration des fonctions des organes après une blessure ou une rupture nerveuse, la cicatrisation est importante pour la médecine en termes de maîtrise de ces processus.

Les tissus, selon leur capacité de régénération, sont divisés en 3 groupes :

Les tissus et organes caractérisés par cellulaire régénération (os, tissu conjonctif lâche, système hématopoïétique, endothélium, mésothélium, muqueuses du tractus intestinal, des voies respiratoires et du système génito-urinaire.

Les tissus et organes caractérisés par cellulaire et intracellulaire régénération (foie, reins, poumons, muscles lisses et squelettiques, système nerveux autonome, endocrinien, pancréas).

Des tissus majoritairement intracellulaire régénération (myocarde) ou régénération exclusivement intracellulaire (cellules des ganglions du système nerveux central). Il couvre les processus de restauration des macromolécules et des organites cellulaires en assemblant des structures élémentaires ou en les divisant (mitochondries).

Au cours de l'évolution, 2 types de régénération se sont formés physiologique et réparateur .

Régénération physiologique - c'est un processus naturel de restauration des éléments du corps au cours de la vie. Par exemple, restauration des érythrocytes et des leucocytes, modification de l'épithélium de la peau, des cheveux, remplacement des dents de lait par des dents permanentes. Ces processus sont influencés par des facteurs externes et internes.

Régénération réparatrice - Il s'agit de la restauration d'organes et de tissus perdus lors d'un dommage ou d'une blessure. Le processus se produit après des blessures mécaniques, des brûlures, des lésions chimiques ou par rayonnement, ainsi qu'à la suite de maladies et d'opérations chirurgicales.

La régénération réparatrice est subdivisée en typique (homomorphose) et atypique (hétéromorphose). Dans le premier cas, un organe prélevé ou détruit est régénéré, dans le second, un autre se développe à la place de l'organe prélevé.

Régénération atypique plus fréquent chez les invertébrés.

La régénération est stimulée par les hormones glande pituitaire et glande thyroïde . Il existe plusieurs façons de se régénérer :

Épimorphose ou régénération complète - restauration de la surface de la plaie, achèvement d'une partie à un tout (par exemple, repousse d'une queue chez un lézard, membres d'un triton).

Morfollaxis - restructuration de la partie restante de l'organe en un tout, uniquement de plus petites tailles. Cette méthode se caractérise par la restructuration du nouveau à partir des restes de l'ancien (par exemple, la restauration d'un membre chez un cafard).

Endomorphose - restauration due à la restructuration intracellulaire des tissus et des organes. En raison de l'augmentation du nombre de cellules et de leur taille, la masse de l'organe se rapproche de l'original.

Chez les vertébrés, la régénération réparatrice se déroule sous la forme suivante :

Régénération complète - restauration du tissu d'origine après son endommagement.

Hypertrophie régénérative caractéristique des organes internes. Dans ce cas, la surface de la plaie guérit avec une cicatrice, la zone enlevée ne repousse pas et la forme de l'organe n'est pas restaurée. La masse de la partie restante de l'organe augmente en raison d'une augmentation du nombre de cellules et de leur taille et se rapproche de la valeur d'origine. Ainsi chez les mammifères, le foie, les poumons, les reins, les glandes surrénales, le pancréas, la salivaire, les glandes thyroïde sont régénérés.

Hyperplasie compensatrice intracellulaire ultrastructures de la cellule. Dans ce cas, une cicatrice se forme sur le site de la lésion et la restauration de la masse d'origine se produit en raison d'une augmentation du volume des cellules et non de leur nombre en fonction de la croissance (hyperplasie) des structures intracellulaires (tissu nerveux) .

Les mécanismes systémiques sont fournis par l'interaction des systèmes de régulation : nerveux, endocrinien et immunitaire .

Régulation nerveuse réalisée et coordonnée par le système nerveux central. Les impulsions nerveuses, entrant dans les cellules et les tissus, provoquent non seulement l'excitation, mais régulent également les processus chimiques, l'échange de substances biologiquement actives. Plus de 50 neurohormones sont actuellement connues. Ainsi, dans l'hypothalamus, de la vasopressine, de l'ocytocine, des libérines et des statines sont produites, qui régulent la fonction de l'hypophyse. Des exemples de manifestations systémiques de l'homéostasie sont le maintien de la constance de la température et de la pression artérielle.

Du point de vue de l'homéostasie et de l'adaptation, le système nerveux est le principal organisateur de tous les processus corporels. Au cœur de l'adaptation, équilibrer les organismes avec les conditions environnementales, selon N.P. Pavlov, il y a des processus réflexes. Entre les différents niveaux de régulation homéostatique, il existe une subordination hiérarchique particulière dans le système de régulation des processus internes du corps (Fig. 12).

cortex cérébral et parties du cerveau

autorégulation basée sur le feedback

processus neurorégulateurs périphériques, réflexes locaux

Niveau cellulaire et tissulaire de l'homéostasie

Riz. 12. - Subordination hiérarchique dans le système de régulation des processus internes du corps.

Le niveau le plus primaire est constitué des systèmes homéostatiques des niveaux cellulaire et tissulaire. Au-dessus d'eux se trouvent des processus de régulation nerveux périphériques tels que les réflexes locaux. Plus loin dans cette hiérarchie se trouvent des systèmes d'autorégulation de certaines fonctions physiologiques avec une variété de canaux de "rétroaction". Le sommet de cette pyramide est occupé par le cortex cérébral et le cerveau.

Dans un organisme multicellulaire complexe, les connexions directes et inverses sont effectuées non seulement par des mécanismes nerveux, mais également par des mécanismes hormonaux (endocriniens). Chacune des glandes, qui fait partie du système endocrinien, influence les autres organes de ce système et, à son tour, est influencée par ces derniers.

Mécanismes endocriniens l'homéostasie selon B.M. Zavadsky, il s'agit d'un mécanisme d'interaction plus ou moins, c'est-à-dire équilibrer l'activité fonctionnelle de la glande avec la concentration de l'hormone. À une concentration élevée de l'hormone (au-dessus de la norme), l'activité de la glande est affaiblie et vice versa. Cet effet est réalisé par l'action de l'hormone sur la glande qui la produit. Dans un certain nombre de glandes, la régulation est établie par l'hypothalamus et l'hypophyse antérieure, en particulier lors d'une réaction de stress.

Glandes endocrines peut être divisé en deux groupes par rapport au lobe antérieur de l'hypophyse. Cette dernière est considérée comme centrale et les autres glandes endocrines sont périphériques. Cette division est basée sur le fait que l'hypophyse antérieure produit des hormones dites tropiques qui activent certaines des glandes endocrines périphériques. À leur tour, les hormones des glandes endocrines périphériques agissent sur le lobe antérieur de l'hypophyse, inhibant la sécrétion d'hormones tropiques.

Les réactions qui assurent l'homéostasie ne peuvent se limiter à une seule glande endocrine, mais capturent à un degré ou à un autre toutes les glandes. La réaction résultante prend un flux en chaîne et se propage à d'autres effecteurs. L'importance physiologique des hormones réside dans la régulation d'autres fonctions corporelles et, par conséquent, le caractère de la chaîne doit être exprimé autant que possible.

Les perturbations constantes de l'environnement du corps contribuent à la préservation de son homéostasie pour une longue durée de vie. Si vous créez de telles conditions de vie dans lesquelles rien ne provoque de changements significatifs dans l'environnement interne, le corps sera alors complètement désarmé lorsqu'il rencontrera l'environnement et mourra bientôt.

La combinaison de mécanismes de régulation nerveuse et endocrinienne dans l'hypothalamus permet de réaliser des réactions homéostatiques complexes associées à la régulation de la fonction viscérale de l'organisme. Les systèmes nerveux et endocrinien sont les mécanismes unificateurs de l'homéostasie.

Un exemple de réponse commune des mécanismes nerveux et humoraux est l'état de stress, qui se développe dans des conditions de vie défavorables et la menace de perturbation de l'homéostasie se pose. En situation de stress, il se produit un changement d'état de la plupart des systèmes : musculaire, respiratoire, cardiovasculaire, digestif, organes sensoriels, tension artérielle, composition sanguine. Tous ces changements sont une manifestation de réactions homéostatiques individuelles visant à augmenter la résistance du corps aux facteurs indésirables. La mobilisation rapide des forces du corps agit comme une réaction défensive au stress.

En cas de "stress somatique", la tâche consistant à augmenter la résistance générale de l'organisme est résolue selon le schéma illustré à la figure 13.

Riz. 13 - Schéma d'augmentation de la résistance générale du corps avec

L'homéostasie - qu'est-ce que c'est ? Notion d'homéostasie

L'homéostasie est un processus d'autorégulation dans lequel tous les systèmes biologiques s'efforcent de maintenir la stabilité pendant la période d'adaptation à certaines conditions optimales pour la survie. Tout système, étant en équilibre dynamique, s'efforce d'atteindre un état stable qui résiste aux facteurs et stimuli externes.

Homéostasie

Tous les systèmes du corps doivent travailler ensemble pour maintenir une bonne homéostasie dans le corps. L'homéostasie est la régulation de paramètres tels que la température, la teneur en eau et les niveaux de dioxyde de carbone dans le corps. Par exemple, le diabète sucré est une condition dans laquelle le corps ne peut pas réguler la glycémie.

L'homéostasie est un terme utilisé à la fois pour décrire l'existence d'organismes dans un écosystème et pour décrire le bon fonctionnement des cellules d'un organisme. Les organismes et les populations peuvent maintenir l'homéostasie tout en maintenant un taux de natalité et de mortalité stable.

Retour d'information

La rétroaction est un processus qui se produit lorsque les systèmes du corps doivent être ralentis ou arrêtés complètement. Lorsqu'une personne mange, la nourriture pénètre dans l'estomac et la digestion commence. Entre les repas, l'estomac ne devrait pas fonctionner. Le système digestif fonctionne avec une série d'hormones et d'influx nerveux pour arrêter et démarrer la sécrétion d'acide dans l'estomac.

Un autre exemple de rétroaction négative peut être observé dans le cas d'une augmentation de la température corporelle. La régulation de l'homéostasie se manifeste par la transpiration, une réaction protectrice du corps à la surchauffe. Ainsi, la montée en température est stoppée et le problème de surchauffe est éliminé. En cas d'hypothermie, le corps fournit également un certain nombre de mesures pour rester au chaud.

Maintien de l'équilibre interne

L'homéostasie peut être définie comme une propriété d'un organisme ou d'un système qui l'aide à maintenir des paramètres spécifiés dans une plage de valeurs normale. C'est la clé de la vie, et un mauvais équilibre dans le maintien de l'homéostasie peut entraîner des maladies telles que l'hypertension et le diabète.

L'homéostasie est un élément clé pour comprendre le fonctionnement du corps humain. Cette définition formelle caractérise un système qui régule son environnement interne et cherche à maintenir la stabilité et la régularité de tous les processus dans le corps.

Régulation homéostatique : température corporelle

Le contrôle de la température corporelle chez l'homme est un bon exemple d'homéostasie dans un système biologique. Lorsqu'une personne est en bonne santé, sa température corporelle fluctue autour de +37°C, mais divers facteurs peuvent affecter cette valeur, notamment les hormones, le métabolisme et diverses maladies qui provoquent de la fièvre.

Dans le corps, la régulation de la température est contrôlée dans une partie du cerveau appelée hypothalamus. Les signaux de température sont envoyés au cerveau par la circulation sanguine, ainsi que l'analyse des résultats des données sur la fréquence respiratoire, la glycémie et le métabolisme. La perte de chaleur dans le corps humain contribue également à une diminution de l'activité.

Équilibre eau-sel

Peu importe la quantité d'eau qu'une personne boit, le corps ne gonfle pas comme un ballon, et le corps humain ne rétrécit pas comme des raisins secs si vous buvez très peu. Probablement, quelqu'un y a pensé au moins une fois. D'une manière ou d'une autre, le corps sait combien de liquide doit être stocké pour maintenir le niveau souhaité.

La concentration de sel et de glucose (sucre) dans le corps est maintenue à un niveau constant (en l'absence de facteurs négatifs), la quantité de sang dans le corps est d'environ 5 litres.

Régulation de la glycémie

Le glucose est un type de sucre présent dans le sang. Le corps d'une personne doit maintenir des niveaux de glucose appropriés pour qu'une personne reste en bonne santé. Lorsque les niveaux de glucose deviennent trop élevés, le pancréas libère l'hormone insuline.

Si la glycémie chute trop bas, le foie convertit le glycogène dans le sang, augmentant ainsi le taux de sucre. Lorsque des bactéries ou des virus pathogènes pénètrent dans le corps, il commence à combattre l'infection avant que les éléments pathogènes ne puissent entraîner des problèmes de santé.

Pression sous contrôle

Le maintien d'une pression artérielle saine est également un exemple d'homéostasie. Le cœur peut détecter les changements de pression artérielle et envoyer des signaux au cerveau pour traitement. Le cerveau renvoie ensuite un signal au cœur avec des instructions sur la façon de répondre correctement. Si votre tension artérielle est trop élevée, vous devez la baisser.

Comment l'homéostasie est-elle atteinte ?

Comment le corps humain régule-t-il tous les systèmes et organes et compense-t-il les changements continus de l'environnement ? Cela est dû à la présence de nombreux capteurs naturels qui surveillent la température, la composition en sels sanguins, la pression artérielle et de nombreux autres paramètres. Ces détecteurs envoient des signaux au cerveau, au centre de contrôle principal, au cas où certaines valeurs s'écarteraient de la norme. Après cela, des mesures compensatoires sont lancées pour rétablir l'état normal.

Le maintien de l'homéostasie est extrêmement important pour le corps. Le corps humain contient une certaine quantité de produits chimiques appelés acides et alcalis, leur bon équilibre est nécessaire au fonctionnement optimal de tous les organes et systèmes du corps. Le niveau de calcium dans le sang doit être maintenu au niveau approprié. Parce que la respiration est involontaire, le système nerveux fournit au corps l'oxygène dont il a tant besoin. Lorsque les toxines pénètrent dans votre circulation sanguine, elles perturbent l'homéostasie de votre corps. Le corps humain réagit à ce trouble avec l'aide du système urinaire.

Il est important de souligner que l'homéostasie du corps fonctionne automatiquement si le système fonctionne normalement. Par exemple, une réaction à la chaleur - la peau devient rouge, car ses petits vaisseaux sanguins se dilatent automatiquement. Le frisson est une réponse au refroidissement. Ainsi, l'homéostasie n'est pas un ensemble d'organes, mais une synthèse et un équilibre des fonctions corporelles. Ensemble, cela permet à l'ensemble du corps d'être maintenu dans un état stable.

9.4. Notion d'homéostasie. Lois générales de l'homéostasie des systèmes vivants

Malgré le fait qu'un organisme vivant soit un système ouvert qui échange de la matière et de l'énergie avec l'environnement et existe en unité avec lui, il se conserve dans le temps et dans l'espace comme une unité biologique distincte, conserve sa structure (morphologie), ses réactions comportementales, ses spécificités conditions physico-chimiques dans les cellules, fluide tissulaire. La capacité des systèmes vivants à résister aux changements et à maintenir la constance dynamique de la composition et des propriétés est appelée homéostasie. Le terme "homéostasie" a été proposé par W. Cannon en 1929. Cependant, l'idée de l'existence de mécanismes physiologiques assurant le maintien de la constance de l'environnement interne des organismes a été exprimée dans la seconde moitié du XIXe siècle par C. Bernard.

L'homéostasie s'est améliorée au cours de l'évolution. Dans les organismes multicellulaires, un environnement interne est apparu, dans lequel se trouvent les cellules de divers organes et tissus. Puis des systèmes d'organes spécialisés (circulation sanguine, nutrition, respiration, excrétion, etc.) se sont constitués, participant à assurer l'homéostasie à tous les niveaux d'organisation (moléculaire, subcellulaire, cellulaire, tissulaire, organique et organique). Les mécanismes d'homéostasie les plus parfaits se sont formés chez les mammifères, ce qui a contribué à une expansion significative de leur capacité d'adaptation à l'environnement. Les mécanismes et les types d'homéostasie ont évolué au cours d'une longue évolution, se fixant génétiquement. L'apparition dans le corps d'informations génétiques étrangères, qui sont souvent introduites par des bactéries, des virus, des cellules d'autres organismes, ainsi que ses propres cellules mutées, peut perturber considérablement l'homéostasie du corps. En tant que défense contre les informations génétiques étrangères, dont la pénétration dans le corps et sa mise en œuvre ultérieure conduiraient à un empoisonnement par des toxines (protéines étrangères), un tel type d'homéostasie est apparu comme l'homéostasie génétique, qui assure la constance génétique de l'environnement interne du corps. C'est basé sur mécanismes immunologiques, y compris la protection non spécifique et spécifique de l'intégrité et de l'individualité du corps. Mécanismes non spécifiques sous-tendent l'immunité innée, constitutionnelle, de l'espèce, ainsi que la résistance individuelle non spécifique. Ceux-ci incluent la fonction barrière de la peau et des muqueuses, l'effet bactéricide de la sécrétion des glandes sudoripares et sébacées, les propriétés bactéricides du contenu de l'estomac et des intestins, le lysozyme de la sécrétion des glandes salivaires et lacrymales. Si les organismes pénètrent dans l'environnement interne, ils sont éliminés lors de la réaction inflammatoire, qui s'accompagne d'une phagocytose accrue, ainsi que de l'effet virostatique de l'interféron (une protéine d'un poids moléculaire de 25 000 à 110 000).

Mécanismes immunologiques spécifiques sous-tendent l'immunité acquise exercée par le système immunitaire, qui reconnaît, traite et élimine les antigènes étrangers. L'immunité humorale est réalisée par la formation d'anticorps circulant dans le sang. L'immunité cellulaire est basée sur la formation de lymphocytes T, l'apparition de lymphocytes T et B à vie longue de "mémoire immunologique", la survenue d'allergies (hypersensibilité à un antigène spécifique). Chez l'homme, les réactions protectrices ne prennent effet qu'à la 2ème semaine de vie, atteignent leur activité maximale vers 10 ans, de 10 à 20 ans, elles diminuent légèrement, de 20 à 40 ans elles restent approximativement au même niveau, puis s'estompent progressivement une façon.

Les mécanismes de protection immunologique sont un obstacle sérieux à la transplantation d'organe, provoquant une résorption du greffon. Les plus réussies à l'heure actuelle sont les résultats de l'autotransplantation (greffe de tissus dans le corps) et de l'allotransplantation entre jumeaux identiques. Ils réussissent beaucoup moins bien en transplantation interspécifique (hétérotransplantation ou xénotransplantation).

Un autre type d'homéostasie est homéostasie biochimique aide à maintenir la constance de la composition chimique de l'environnement liquide extracellulaire (interne) du corps (sang, lymphe, liquide tissulaire), ainsi que la constance de la composition chimique du cytoplasme et du plasmolemme des cellules. Homéostasie physiologique assure la constance des processus vitaux du corps. Grâce à lui, l'isoosmie (la constance de la teneur en substances osmotiquement actives), l'isothermie (le maintien de la température corporelle des oiseaux et des mammifères dans certaines limites), etc. sont apparues et s'améliorent. Homéostasie structurelle assure la constance de la structure (organisation morphologique) à tous les niveaux (moléculaire, subcellulaire, cellulaire, etc.) de l'organisation du vivant.

Homéostasie de la population assure la constance du nombre d'individus dans la population. Homéostasie biocénotique contribue à la constance de la composition des espèces et du nombre d'individus dans les biocénoses.

Du fait que le corps fonctionne et interagit avec l'environnement en tant que système unique, les processus sous-jacents à divers types de réactions homéostatiques sont étroitement interconnectés les uns avec les autres. Des mécanismes homéostatiques séparés sont combinés et mis en œuvre dans une réponse adaptative holistique de l'organisme dans son ensemble. Une telle combinaison est réalisée grâce à l'activité (fonction) des systèmes d'intégration de régulation (nerveux, endocrinien, immunitaire). Les changements les plus rapides de l'état de l'objet régulé sont fournis par le système nerveux, qui est associé à la rapidité des processus d'émergence et de conduction d'un influx nerveux (de 0,2 à 180 m / s). La fonction régulatrice du système endocrinien s'effectue plus lentement, car elle est limitée par le taux de sécrétion d'hormones par les glandes et leur transfert dans la circulation sanguine. Cependant, l'effet des hormones qui s'y accumulent sur l'objet régulé (organe) est beaucoup plus long que dans le cas de la régulation nerveuse.

Le corps est un système vivant qui s'autorégule. En raison de la présence de mécanismes homéostatiques, le corps est un système complexe d'autorégulation. Les principes de l'existence et du développement de tels systèmes sont étudiés par la cybernétique, et les systèmes vivants sont étudiés par la cybernétique biologique.

L'autorégulation des systèmes biologiques est basée sur le principe du direct et du feedback.

Les informations sur l'écart de la valeur contrôlée par rapport au niveau défini via les canaux de retour sont transmises au régulateur et modifient son activité de manière à ce que la valeur contrôlée revienne au niveau initial (optimal) (Fig. 122). Les retours peuvent être négatifs(lorsque la valeur contrôlée a dévié dans le sens positif (la synthèse de la substance, par exemple, a augmenté de manière excessive)) et met

Riz. 122. Schéma direct et feedback dans un organisme vivant :

P - régulateur (centre nerveux, glande endocrine); RO - objet réglementé (cellule, tissu, organe); 1 - activité fonctionnelle optimale de PO; 2 - diminution de l'activité fonctionnelle de PO avec rétroaction positive; 3 - augmentation de l'activité fonctionnelle du PO avec rétroaction négative

physique(lorsque la valeur contrôlée a dévié du côté négatif (la substance est synthétisée en quantité insuffisante)). Ce mécanisme, ainsi que des combinaisons plus complexes de plusieurs mécanismes, se déroulent à différents niveaux d'organisation des systèmes biologiques. A titre d'exemple de leur fonctionnement au niveau moléculaire, on peut citer l'inhibition d'une enzyme clé lors de la formation excessive du produit final ou la répression de la synthèse enzymatique. Au niveau cellulaire, des mécanismes directs et de rétroaction assurent une régulation hormonale et une densité (taille) optimale de la population cellulaire. La manifestation du direct et de la rétroaction au niveau du corps est la régulation de la glycémie. Dans un organisme vivant, les mécanismes de régulation et de contrôle automatiques (étudiés par la biocybernétique) sont particulièrement complexes. Le degré de leur complication contribue à augmenter le niveau de "fiabilité" et de stabilité des systèmes vivants par rapport aux changements de l'environnement.

Les mécanismes d'homéostasie sont dupliqués à différents niveaux. Ceci dans la nature met en œuvre le principe de la régulation multi-circuits des systèmes. Les principaux circuits sont représentés par des mécanismes homéostatiques cellulaires et tissulaires. Ils se caractérisent par un haut degré d'automatisme. Le rôle principal dans le contrôle des mécanismes homéostatiques cellulaires et tissulaires appartient aux facteurs génétiques, aux influences réflexes locales, aux interactions chimiques et de contact entre les cellules.

Les mécanismes de l'homéostasie subissent des changements importants au cours de l'ontogenèse humaine. Seulement dans la 2ème semaine après la naissance

Riz. 123. Variantes de perte et de récupération dans le corps

des réactions de protection biologique entrent en jeu (des cellules se forment qui assurent l'immunité cellulaire et humorale), et leur efficacité continue d'augmenter vers l'âge de 10 ans. Pendant cette période, les mécanismes de protection contre les informations génétiques étrangères sont améliorés et la maturité des systèmes de régulation nerveux et endocrinien augmente également. Les mécanismes de l'homéostasie atteignent la plus grande fiabilité à l'âge adulte, à la fin de la période de développement et de croissance de l'organisme (19-24 ans). Le vieillissement de l'organisme s'accompagne d'une diminution de l'efficacité des mécanismes d'homéostasie génétique, structurelle, physiologique, d'un affaiblissement des influences régulatrices des systèmes nerveux et endocrinien.

5. Homéostasie.

Un organisme peut être défini comme un système physico-chimique qui existe dans l'environnement à l'état stationnaire. C'est cette capacité des systèmes vivants à maintenir un état stationnaire dans un environnement en constante évolution qui détermine leur survie. Pour assurer un état stable dans tous les organismes - du plus simple morphologiquement au plus complexe - une variété d'adaptations anatomiques, physiologiques et comportementales ont été développées, servant un seul objectif - maintenir la constance de l'environnement interne.

Pour la première fois, l'idée que la constance de l'environnement interne offre des conditions optimales pour la vie et la reproduction des organismes a été exprimée en 1857 par le physiologiste français Claude Bernard. Tout au long de son activité scientifique, Claude Bernard a été frappé par la capacité des organismes à réguler et à maintenir dans des limites assez étroites des paramètres physiologiques comme la température corporelle ou la teneur en eau de celui-ci. Il a résumé cette idée d'autorégulation comme base de la stabilité physiologique sous la forme de l'énoncé devenu un classique : « La constance de l'environnement interne est une condition préalable à une vie libre.

Claude Bernard a souligné la différence entre l'environnement externe dans lequel vivent les organismes et l'environnement interne dans lequel se trouvent leurs cellules individuelles, et a compris à quel point il est important que l'environnement interne reste inchangé. Par exemple, les mammifères sont capables de maintenir leur température corporelle malgré les fluctuations de la température ambiante. S'il fait trop froid, l'animal peut se déplacer vers un endroit plus chaud ou plus protégé, et si cela n'est pas possible, des mécanismes d'autorégulation entrent en jeu, qui augmentent la température corporelle et empêchent le transfert de chaleur. Le sens adaptatif de ceci est que l'organisme dans son ensemble fonctionne plus efficacement, car les cellules qui le composent sont dans des conditions optimales. Les systèmes d'autorégulation opèrent non seulement au niveau de l'organisme, mais aussi au niveau des cellules. Un organisme est la somme de ses cellules constitutives, et le fonctionnement optimal de l'organisme dans son ensemble dépend du fonctionnement optimal de ses éléments constitutifs. Tout système auto-organisé maintient la constance de sa composition - qualitative et quantitative. Ce phénomène est appelé homéostasie, et il est caractéristique de la plupart des systèmes biologiques et sociaux. Le terme homéostasie a été introduit en 1932 par le physiologiste américain Walter Cannon.

Homéostasie(grec homoios - similaire, le même; état de stase, immobilité) - la constance dynamique relative de l'environnement interne (sang, lymphe, fluide tissulaire) et la stabilité des fonctions physiologiques de base (circulation sanguine, respiration, thermorégulation, métabolisme, etc.) ) de l'organisme humain et animal. Les mécanismes de régulation qui maintiennent l'état physiologique ou les propriétés des cellules, des organes et des systèmes de l'organisme entier à un niveau optimal sont appelés homéostatiques. Historiquement et génétiquement, le concept d'homéostasie a des prérequis biologiques et médico-biologiques. Là, il est corrélé en tant que processus final, une période de la vie avec un organisme isolé séparé ou un individu humain en tant que phénomène purement biologique. La finitude de l'existence et la nécessité d'accomplir son destin - la reproduction de son propre genre - permettent de déterminer la stratégie de survie d'un organisme individuel à travers le concept de "préservation". "Maintenir la stabilité structurelle et fonctionnelle" est l'essence de toute homéostasie contrôlée par un homéostat ou autorégulant.

Comme vous le savez, une cellule vivante est un système mobile et autorégulé. Son organisation interne est soutenue par des processus actifs visant à limiter, prévenir ou éliminer les décalages causés par diverses influences de l'environnement externe et interne. La capacité à revenir à l'état initial après un écart par rapport à un certain niveau moyen causé par tel ou tel facteur « perturbateur » est la propriété principale de la cellule. Un organisme multicellulaire est une organisation holistique dont les éléments cellulaires sont spécialisés pour remplir diverses fonctions. L'interaction au sein du corps est réalisée par des mécanismes complexes de régulation, de coordination et de corrélation avec la participation de facteurs nerveux, humoraux, métaboliques et autres. De nombreux mécanismes séparés régulant les relations intra- et intercellulaires, dans un certain nombre de cas, ont des effets mutuellement opposés, s'équilibrant les uns les autres. Cela conduit à l'établissement d'un fond physiologique mobile (équilibre physiologique) dans le corps et permet au système vivant de maintenir une relative constance dynamique, malgré les changements dans l'environnement et les changements qui se produisent dans le processus d'activité vitale du corps.

Des études montrent que les modes de régulation existant dans les organismes vivants présentent de nombreuses similitudes avec les dispositifs de régulation dans les systèmes non vivants tels que les machines. Dans les deux cas, la stabilité passe par une certaine forme de gestion.

L'idée même d'homéostasie ne correspond pas au concept d'équilibre stable (non fluctuant) dans le corps - le principe d'équilibre n'est pas applicable aux processus physiologiques et biochimiques complexes se produisant dans les systèmes vivants. Il est également faux d'opposer l'homéostasie aux fluctuations rythmiques de l'environnement interne. L'homéostasie au sens large couvre les questions du déroulement cyclique et phasique des réactions, la compensation, la régulation et l'autorégulation des fonctions physiologiques, la dynamique de l'interdépendance des composants nerveux, humoraux et autres du processus de régulation. Les limites de l'homéostasie peuvent être rigides et flexibles, variant en fonction de l'âge, du sexe, des conditions sociales, professionnelles et autres.

La constance de la composition du sang - la matrice liquide de l'organisme (fluidmatrix), selon W. Kennon, revêt une importance particulière pour l'activité vitale de l'organisme. La stabilité de sa réaction active (pH), la pression osmotique, le rapport des électrolytes (sodium, calcium, chlore, magnésium, phosphore), la teneur en glucose, le nombre d'éléments formés, etc. au-delà de 7,35-7,47. Même des troubles aigus du métabolisme acido-basique avec accumulation pathologique d'acides dans le liquide tissulaire, par exemple dans l'acidose diabétique, ont très peu d'effet sur la réaction active du sang. Malgré le fait que la pression osmotique du sang et du liquide tissulaire subit des fluctuations continues dues à l'apport constant de produits osmotiquement actifs du métabolisme interstitiel, elle reste à un certain niveau et ne change que dans certaines conditions pathologiques prononcées. Le maintien d'une pression osmotique constante est d'une importance primordiale pour l'échange d'eau et le maintien de l'équilibre ionique dans le corps. La plus constante est la concentration d'ions sodium dans l'environnement interne. La teneur des autres électrolytes fluctue également dans des limites étroites. La présence d'un grand nombre d'osmorécepteurs dans les tissus et les organes, y compris dans les formations nerveuses centrales (hypothalamus, hippocampe), et un système coordonné de régulateurs du métabolisme de l'eau et de la composition ionique permettent au corps d'éliminer rapidement les changements de la pression osmotique du sang , qui se produisent, par exemple, lorsque de l'eau est introduite dans le corps ...

Bien que le sang soit l'environnement interne général du corps, les cellules des organes et des tissus n'entrent pas directement en contact avec lui. Dans les organismes multicellulaires, chaque organe a son propre environnement interne (microenvironnement), correspondant à ses caractéristiques structurelles et fonctionnelles, et l'état normal des organes dépend de la composition chimique, physico-chimique, biologique et autres propriétés de ce microenvironnement. Son homéostasie est due à l'état fonctionnel des barrières histohématogènes et à leur perméabilité dans les directions sang - fluide tissulaire ; fluide tissulaire - sang.

La constance de l'environnement interne pour l'activité du système nerveux central est particulièrement importante : même des changements chimiques et physico-chimiques mineurs qui se produisent dans le liquide céphalo-rachidien, la glie et les espaces péricellulaires peuvent perturber fortement le cours des processus vitaux dans les neurones individuels. ou dans leurs ensembles. Un système homéostatique complexe, comprenant divers mécanismes de régulation neurohumoral, biochimique, hémodynamique et autres, est le système permettant d'assurer le niveau optimal de la pression artérielle. Dans ce cas, la limite supérieure du niveau de pression artérielle est déterminée par les capacités fonctionnelles des barorécepteurs du système vasculaire du corps et la limite inférieure est déterminée par les besoins du corps en matière d'approvisionnement en sang.

Les mécanismes homéostatiques les plus parfaits dans le corps des animaux supérieurs et des humains comprennent les processus de thermorégulation ; chez les animaux homéothermes, les fluctuations de température dans les parties internes du corps lors des changements de température les plus brusques de l'environnement ne dépassent pas les dixièmes de degré.

Le rôle organisateur de l'appareil nerveux (le principe de la nervosité) sous-tend les concepts largement connus de l'essence des principes de l'homéostasie. Cependant, ni le principe dominant, ni la théorie des fonctions barrières, ni le syndrome général d'adaptation, ni la théorie des systèmes fonctionnels, ni la régulation hypothalamique de l'homéostasie, et bien d'autres théories, ne peuvent résoudre complètement le problème de l'homéostasie.

Dans certains cas, le concept d'homéostasie n'est pas utilisé à juste titre pour expliquer des états physiologiques isolés, des processus et même des phénomènes sociaux. C'est ainsi que sont nés les termes « immunologique », « électrolyte », « systémique », « moléculaire », « physico-chimique », « homéostasie génétique », etc., que l'on rencontre dans la littérature. Des tentatives ont été faites pour réduire le problème de l'homéostasie au principe d'autorégulation. Un exemple de résolution du problème de l'homéostasie du point de vue de la cybernétique est la tentative d'Ashby (W.R. Ashby, 1948) de concevoir un dispositif d'autorégulation qui simule la capacité des organismes vivants à maintenir le niveau de certaines valeurs dans des limites physiologiquement acceptables.

En pratique, chercheurs et cliniciens sont confrontés aux questions d'évaluation des capacités adaptatives (adaptatives) ou compensatoires du corps, de leur régulation, renforcement et mobilisation, et de prédire les réponses du corps aux influences perturbatrices. Certains états d'instabilité végétative provoqués par l'insuffisance, l'excès ou l'insuffisance des mécanismes de régulation sont considérés comme des « maladies de l'homéostasie ». Avec une certaine convention, ils peuvent inclure des troubles fonctionnels de l'activité normale de l'organisme liés à son vieillissement, une restructuration forcée des rythmes biologiques, certains phénomènes de dystonie végétative, une réactivité hyper- et hypocompensatoire sous stress et influences extrêmes, etc.

Pour évaluer l'état des mécanismes homéostatiques en expérimentation physiologique et en pratique clinique, différents tests fonctionnels dosés (froid, chaleur, adrénaline, insuline, mésatonique, etc.) sont utilisés avec la détermination du ratio de substances biologiquement actives (hormones, médiateurs , métabolites) dans le sang et l'urine, etc. .d.

Mécanismes biophysiques de l'homéostasie.

Du point de vue de la biophysique chimique, l'homéostasie est un état dans lequel tous les processus responsables des transformations énergétiques dans le corps sont en équilibre dynamique. Cet état est le plus stable et correspond à l'optimum physiologique. Conformément aux concepts de la thermodynamique, un organisme et une cellule peuvent exister et s'adapter à de telles conditions environnementales dans lesquelles un cours stationnaire de processus physico-chimiques peut être établi dans un système biologique, c'est-à-dire homéostasie. Le rôle principal dans l'établissement de l'homéostasie appartient principalement aux systèmes membranaires cellulaires, qui sont responsables des processus bioénergétiques et régulent le taux d'entrée et d'excrétion des substances par les cellules.

De ce point de vue, les principales causes de la maladie sont des réactions non enzymatiques inhabituelles pour la vie normale, se produisant dans les membranes ; dans la plupart des cas, ce sont des réactions en chaîne d'oxydation avec la participation de radicaux libres qui se produisent dans les phospholipides des cellules. Ces réactions entraînent des dommages aux éléments structurels des cellules et un dysfonctionnement de la régulation. Les facteurs qui perturbent l'homéostasie comprennent également les agents qui provoquent la formation de radicaux - les rayonnements ionisants, les toxines infectieuses, certains aliments, la nicotine, ainsi qu'un manque de vitamines, etc.

L'un des principaux facteurs qui stabilisent l'état homéostatique et les fonctions des membranes sont les bioantioxydants, qui inhibent le développement des réactions radicalaires oxydatives.

Caractéristiques d'âge de l'homéostasie chez les enfants.

La constance de l'environnement interne du corps et la stabilité relative des indicateurs physiques et chimiques dans l'enfance s'accompagnent d'une prédominance prononcée des processus métaboliques anaboliques sur les processus cataboliques. Ceci est une condition indispensable à la croissance et distingue le corps d'un enfant du corps d'un adulte, dans lequel l'intensité des processus métaboliques est dans un état d'équilibre dynamique. À cet égard, la régulation neuroendocrinienne de l'homéostasie dans le corps de l'enfant est plus intense que chez l'adulte. Chaque tranche d'âge est caractérisée par des particularités des mécanismes de l'homéostasie et de leur régulation. Par conséquent, les enfants sont beaucoup plus susceptibles que les adultes d'avoir de graves troubles de l'homéostasie, souvent potentiellement mortels. Ces troubles sont le plus souvent associés à une immaturité des fonctions homéostatiques des reins, à des troubles du tractus gastro-intestinal ou de la fonction respiratoire des poumons.

La croissance d'un enfant, exprimée par une augmentation de la masse de ses cellules, s'accompagne de changements distincts dans la répartition des fluides dans le corps. L'augmentation absolue du volume de liquide extracellulaire est en retard par rapport au taux de gain de poids global ; par conséquent, le volume relatif de l'environnement interne, exprimé en pourcentage du poids corporel, diminue avec l'âge. Cette dépendance est particulièrement prononcée au cours de la première année suivant la naissance. Chez les enfants plus âgés, le taux de variation du volume relatif de liquide extracellulaire diminue. Le système de régulation de la constance du volume de liquide (régulation du volume) permet de compenser les écarts du bilan hydrique dans des limites assez étroites. Un degré élevé d'hydratation des tissus chez les nouveau-nés et les jeunes enfants détermine un besoin en eau beaucoup plus élevé chez l'enfant (par unité de poids corporel) que chez l'adulte. La perte d'eau ou sa limitation conduit rapidement au développement d'une déshydratation due au secteur extracellulaire, c'est-à-dire à l'environnement interne. Dans le même temps, les reins - les principaux organes exécutifs du système de régulation du volume - ne permettent pas d'économiser de l'eau. Le facteur limitant de la régulation est l'immaturité du système tubulaire rénal. La caractéristique la plus importante du contrôle neuroendocrinien de l'homéostasie chez les nouveau-nés et les jeunes enfants est la sécrétion et l'excrétion rénale relativement élevées d'aldostérone, qui ont un effet direct sur l'état d'hydratation des tissus et la fonction des tubules rénaux.

La régulation de la pression osmotique du plasma sanguin et du liquide extracellulaire chez les enfants est également limitée. L'osmolarité du milieu interne fluctue sur une plage plus large ( 50 mosm/l) , que les adultes

( 6 mosm / l) . Cela est dû à la plus grande taille de la surface du corps de 1 kg poids et, par conséquent, avec une perte d'eau plus importante au cours de la respiration, ainsi qu'une immaturité des mécanismes rénaux de la concentration urinaire chez les enfants. Les troubles de l'homéostasie, qui se manifestent par une hyperosmose, sont particulièrement fréquents chez les enfants de la période néonatale et des premiers mois de vie ; à un âge plus avancé, l'hypoosmose commence à prédominer, associée principalement à une maladie gastro-intestinale ou à une maladie rénale. Moins étudiée est la régulation ionique de l'homéostasie, qui est étroitement liée à l'activité des reins et à la nature de la nutrition.

Auparavant, on pensait que le principal facteur déterminant l'ampleur de la pression osmotique du liquide extracellulaire était la concentration en sodium, cependant, des études ultérieures ont montré qu'il n'y avait pas de corrélation étroite entre la teneur en sodium dans le plasma sanguin et la valeur de la pression osmotique totale en pathologie. L'exception est l'hypertension plasmatique. Par conséquent, la mise en œuvre d'une thérapie homéostatique par introduction de solutions glucosé-salées nécessite de surveiller non seulement la teneur en sodium du sérum ou du plasma, mais également l'évolution de l'osmolarité totale du liquide extracellulaire. La concentration de sucre et d'urée est d'une grande importance pour maintenir la pression osmotique générale dans l'environnement interne. La teneur de ces substances osmotiquement actives et leur effet sur le métabolisme eau-sel dans de nombreuses pathologies peuvent augmenter fortement. Par conséquent, en cas de violation de l'homéostasie, il est nécessaire de déterminer la concentration de sucre et d'urée. Compte tenu de ce qui précède, chez les jeunes enfants, en violation des régimes eau-sel et protéines, un état d'hyper - ou d'hypoosmose latente, une hyperazotémie peut se développer.

Un indicateur important caractérisant l'homéostasie chez les enfants est la concentration d'ions hydrogène dans le sang et le liquide extracellulaire. Dans les périodes prénatales et postnatales précoces, la régulation de l'équilibre acido-basique est étroitement liée au degré de saturation en oxygène du sang, ce qui s'explique par la prédominance relative de la glycolyse anaérobie dans les processus bioénergétiques. De plus, même une hypoxie modérée chez le fœtus s'accompagne d'une accumulation d'acide lactique dans ses tissus. De plus, l'immaturité de la fonction acidogénétique des reins crée les conditions préalables au développement d'une acidose « physiologique » (un déplacement de l'équilibre acido-basique dans l'organisme vers une augmentation relative de la quantité d'anions acides.). En relation avec les particularités de l'homéostasie chez le nouveau-né, des troubles surviennent souvent à la frontière entre physiologique et pathologique.

La réorganisation du système neuroendocrinien pendant la puberté (puberté) est également associée à des modifications de l'homéostasie. Cependant, les fonctions des organes exécutifs (reins, poumons) atteignent le degré de maturité maximal à cet âge. Par conséquent, les syndromes sévères ou les maladies de l'homéostasie sont rares, mais le plus souvent, nous parlons de changements compensés du métabolisme, qui ne peuvent être que détecté avec une étude biochimique du sang. En clinique, pour caractériser l'homéostasie chez l'enfant, il est nécessaire d'étudier les indicateurs suivants : hématocrite, pression osmotique totale, sodium, potassium, sucre, bicarbonates et urée dans le sang, ainsi que le pH sanguin, p0 2 et pCO 2.

Caractéristiques de l'homéostasie dans la vieillesse et l'âge sénile.

Le même niveau de valeurs homéostatiques à différentes périodes d'âge est maintenu en raison de différents changements dans leurs systèmes de régulation. Par exemple, la constance du niveau de pression artérielle à un jeune âge est maintenue en raison d'un débit cardiaque plus élevé et d'une faible résistance vasculaire périphérique totale, et chez les personnes âgées et séniles - en raison d'une résistance périphérique totale plus élevée et d'une diminution du débit cardiaque. . Avec le vieillissement du corps, la constance des fonctions physiologiques les plus importantes est maintenue dans des conditions de diminution de la fiabilité et de réduction de la gamme possible de changements physiologiques de l'homéostasie. La préservation de l'homéostasie relative avec des changements structurels, métaboliques et fonctionnels importants est obtenue par le fait que simultanément non seulement l'extinction, la perturbation et la dégradation se produisent, mais également le développement de mécanismes adaptatifs spécifiques. Cela maintient un niveau constant de sucre dans le sang, de pH sanguin, de pression osmotique, de potentiel membranaire des cellules, etc.

Des modifications des mécanismes de régulation neurohumorale, une augmentation de la sensibilité des tissus à l'action des hormones et des médiateurs dans le contexte de l'affaiblissement des influences nerveuses sont d'une importance significative pour le maintien de l'homéostasie au cours du processus de vieillissement.

Avec le vieillissement du corps, le travail du cœur, la ventilation pulmonaire, les échanges gazeux, les fonctions rénales, la sécrétion des glandes digestives, la fonction des glandes endocrines, le métabolisme, etc. changent de manière significative. trajectoire (dynamique) des modifications de l'intensité du métabolisme et des fonctions physiologiques avec l'âge. L'importance de l'évolution des changements liés à l'âge est très importante pour caractériser le processus de vieillissement d'une personne et déterminer son âge biologique.

Dans la vieillesse et l'âge sénile, le potentiel général des mécanismes d'adaptation diminue. Par conséquent, à un âge avancé, avec des charges, des stress et d'autres situations accrus, la probabilité de perturbation des mécanismes d'adaptation et de perturbation de l'homéostasie augmente. Une telle diminution de la fiabilité des mécanismes d'homéostasie est l'une des conditions préalables les plus importantes pour le développement de troubles pathologiques chez les personnes âgées.

Ainsi, l'homéostasie est un concept intégral qui unit fonctionnellement et morphologiquement système cardiovasculaire, système respiratoire, système rénal, métabolisme hydro-électrolytique, équilibre acido-basique.

Objectif principal du système cardio-vasculaire - l'approvisionnement et la distribution du sang dans tous les bassins de microcirculation. La quantité de sang éjectée par le cœur en 1 minute est le volume minute. Cependant, la fonction du système cardiovasculaire n'est pas simplement de maintenir un volume minute donné et sa répartition sur les bassins, mais de modifier le volume minute en fonction de la dynamique des besoins tissulaires dans différentes situations.

La tâche principale du sang est de transporter l'oxygène. De nombreux patients chirurgicaux subissent une baisse aiguë du volume minute, ce qui interfère avec l'apport d'oxygène aux tissus et peut provoquer la mort cellulaire, la mort d'organes et même le corps entier. Par conséquent, l'évaluation de la fonction du système cardiovasculaire ne doit prendre en compte que le volume infime, mais également l'apport d'oxygène aux tissus et leur besoin.

Objectif principal systèmes respiratoires - assurer un échange gazeux adéquat entre le corps et l'environnement à un rythme en constante évolution des processus métaboliques. La fonction normale du système respiratoire est de maintenir un niveau constant d'oxygène et de dioxyde de carbone dans le sang artériel avec une résistance vasculaire normale dans la circulation pulmonaire et avec la dépense d'énergie habituelle pour le travail respiratoire.

Ce système est étroitement lié à d'autres systèmes, et principalement au système cardiovasculaire. La fonction du système respiratoire comprend la ventilation, la circulation pulmonaire, la diffusion des gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire, le transport des gaz par le sang et la respiration tissulaire.

Les fonctions système rénal : les reins sont le principal organe conçu pour maintenir la constance des conditions physiques et chimiques dans le corps. La principale de leurs fonctions est excrétrice. Il comprend : la régulation de l'équilibre hydrique et électrolytique, le maintien de l'équilibre acido-basique et l'élimination des produits métaboliques des protéines et des graisses du corps.

Les fonctions échange eau-électrolyte : l'eau dans le corps joue un rôle de transport, de remplissage des cellules, des espaces interstitiels (intermédiaires) et vasculaires, est un solvant des sels, des colloïdes et des cristalloïdes et participe aux réactions biochimiques. Tous les liquides biochimiques sont des électrolytes, car les sels et les colloïdes dissous dans l'eau sont dans un état dissocié. Il est impossible de lister toutes les fonctions des électrolytes, mais les principales sont : le maintien de la pression osmotique, le maintien de la réaction du milieu interne, la participation aux réactions biochimiques.

Objectif principal l'equilibre acide-base consiste à maintenir la constance du pH des fluides corporels comme base des réactions biochimiques normales et, par conséquent, de l'activité vitale. Le métabolisme se produit avec la participation indispensable de systèmes enzymatiques, dont l'activité dépend étroitement de la réaction chimique de l'électrolyte. Avec l'échange eau-électrolyte, l'équilibre acido-basique joue un rôle décisif dans l'ordonnancement des réactions biochimiques. Les systèmes tampons et de nombreux systèmes physiologiques du corps sont impliqués dans la régulation de l'équilibre acido-basique.

Homéostasie

Homéostasie, homéorèse, homéomorphose - caractéristiques de l'état de l'organisme. L'essence systémique d'un organisme se manifeste principalement dans sa capacité à s'autoréguler dans des conditions environnementales en constante évolution. Étant donné que tous les organes et tissus du corps sont composés de cellules, dont chacune est un organisme relativement indépendant, l'état de l'environnement interne du corps humain est d'une grande importance pour son fonctionnement normal. Pour le corps humain - une créature terrestre - l'environnement est composé de l'atmosphère et de la biosphère, alors qu'il interagit dans une certaine mesure avec la lithosphère, l'hydrosphère et la noosphère. Dans le même temps, la plupart des cellules du corps humain sont immergées dans un milieu liquide, représenté par le sang, la lymphe et le liquide intercellulaire. Seuls les tissus tégumentaires interagissent directement avec l'environnement humain, toutes les autres cellules sont isolées du monde extérieur, ce qui permet à l'organisme d'uniformiser largement les conditions de leur existence. En particulier, la capacité de maintenir une température corporelle constante d'environ 37 ° C assure la stabilité des processus métaboliques, car toutes les réactions biochimiques qui constituent l'essence du métabolisme sont très dépendantes de la température. Il est également important de maintenir constante l'oxygène, le dioxyde de carbone, la concentration de divers ions, etc. dans les fluides corporels. Dans des conditions normales d'existence, y compris pendant l'adaptation et l'activité, de petites déviations de ce type de paramètres se produisent, mais elles sont rapidement éliminées, l'environnement interne du corps revient à une norme stable. Le grand physiologiste français du XIXe siècle. Claude Bernard a soutenu : « La constance de l'environnement intérieur est une condition préalable à une vie libre. Les mécanismes physiologiques qui maintiennent la constance de l'environnement interne sont appelés homéostatiques, et le phénomène lui-même, reflétant la capacité du corps à s'autoréguler l'environnement interne, est appelé homéostasie. Ce terme a été introduit en 1932 par W. Cannon - l'un de ces physiologistes du XXe siècle qui, avec N.A. Bernstein, P.K. Anokhin et N.Winer, étaient aux origines de la science du contrôle - la cybernétique. Le terme «homéostasie» est utilisé non seulement dans la recherche physiologique, mais aussi dans la recherche cybernétique, car c'est précisément le maintien de la constance de toutes les caractéristiques d'un système complexe qui est l'objectif principal de tout contrôle.

Un autre chercheur remarquable, K. Waddington, a attiré l'attention sur le fait qu'un organisme est capable de maintenir non seulement la stabilité de son état interne, mais également la constance relative de ses caractéristiques dynamiques, c'est-à-dire le déroulement des processus dans le temps. Ce phénomène, par analogie avec l'homéostasie, a été appelé homeorez. Elle est particulièrement importante pour un organisme en croissance et en développement et consiste dans le fait que l'organisme est capable de maintenir (dans certaines limites, bien sûr) le "canal de développement" au cours de ses transformations dynamiques. En particulier, si un enfant, en raison d'une maladie ou d'une forte détérioration des conditions de vie causée par des raisons sociales (guerre, tremblement de terre, etc.), accuse un retard important par rapport à ses pairs en développement normal, cela ne signifie pas qu'un tel retard est fatal et irréversible. . Si la période d'événements défavorables se termine et que l'enfant reçoit des conditions adéquates pour son développement, alors à la fois en termes de croissance et de niveau de développement fonctionnel, il rattrapera bientôt ses pairs et à l'avenir ne diffèrera pas significativement d'eux. Cela explique le fait que les enfants qui ont souffert d'une maladie grave à un âge précoce deviennent souvent des adultes en bonne santé et proportionnellement construits. L'homorèse joue un rôle important à la fois dans la gestion du développement ontogénétique et dans les processus d'adaptation. Pendant ce temps, les mécanismes physiologiques de l'homéorèse n'ont pas encore été suffisamment étudiés.

La troisième forme d'autorégulation de la constance de l'organisme est homéomorphose - la capacité à maintenir l'invariabilité de la forme. Cette caractéristique est plus inhérente à l'organisme adulte, puisque la croissance et le développement sont incompatibles avec l'immuabilité de la forme. Néanmoins, si l'on considère de courtes périodes de temps, en particulier pendant les périodes d'inhibition de la croissance, alors la capacité à l'homéomorphose peut également être trouvée chez les enfants. Le fait est que dans le corps, il y a un changement continu de générations de ses cellules constituantes. Les cellules ne vivent pas longtemps (la seule exception est les cellules nerveuses) : la durée de vie normale des cellules du corps est de quelques semaines ou mois. Néanmoins, chaque nouvelle génération de cellules répète presque exactement la forme, la taille, l'emplacement et, par conséquent, les propriétés fonctionnelles de la génération précédente. Des mécanismes physiologiques particuliers empêchent des changements importants de poids corporel en cas de jeûne ou de suralimentation. En particulier, pendant le jeûne, la digestibilité des nutriments augmente fortement, et en cas de suralimentation, au contraire, la plupart des protéines, des graisses et des glucides fournis avec les aliments sont "brûlés" sans aucun bénéfice pour l'organisme. Il a été prouvé (NA Smirnova) que chez un adulte, des changements brusques et significatifs du poids corporel (principalement dus à la quantité de graisse) dans toutes les directions sont de véritables signes d'une rupture d'adaptation, de surmenage et indiquent un trouble fonctionnel du corps. . Le corps de l'enfant devient particulièrement sensible aux influences extérieures pendant les périodes de croissance la plus rapide. La violation de l'homéomorphose est le même signe défavorable que les troubles de l'homéostasie et de l'homéorèse.

Le concept de constantes biologiques. Le corps est un complexe d'une quantité énorme d'une grande variété de substances. Au cours du processus d'activité vitale des cellules du corps, la concentration de ces substances peut changer de manière significative, ce qui signifie une modification de l'environnement interne. Il serait impensable que les systèmes de contrôle de l'organisme soient contraints de surveiller la concentration de toutes ces substances, c'est-à-dire disposent de nombreux capteurs (récepteurs), analysent en permanence l'état actuel, prennent des décisions de gestion et surveillent leur efficacité. Ni les informations ni les ressources énergétiques du corps ne seraient suffisantes pour un tel mode de contrôle de tous les paramètres. Par conséquent, le corps est limité à suivre un nombre relativement petit des indicateurs les plus significatifs qui doivent être maintenus à un niveau relativement constant pour le bien-être de la grande majorité des cellules du corps. Ces paramètres les plus rigidement homéostasés sont ainsi transformés en "constantes biologiques", et leur invariabilité est assurée du fait de fluctuations parfois assez importantes d'autres paramètres non homéostasés. Ainsi, les niveaux d'hormones impliquées dans la régulation de l'homéostasie peuvent changer dans le sang des dizaines de fois, en fonction de l'état de l'environnement interne et de l'impact de facteurs externes. Dans le même temps, les paramètres homéostatiques ne changent que de 10 à 20 %.

Les constantes biologiques les plus importantes. Parmi les constantes biologiques les plus importantes, dont le maintien à un niveau relativement constant sont responsables de divers systèmes physiologiques du corps, devrait être appelée température corporelle, taux de glucose dans le sang, teneur en ions H + dans les fluides corporels, tension partielle d'oxygène et de dioxyde de carbone dans les tissus.

Maladie comme signe ou conséquence de troubles de l'homéostasie. Presque toutes les maladies humaines sont associées à une violation de l'homéostasie. Ainsi, par exemple, dans de nombreuses maladies infectieuses, ainsi que dans le cas de processus inflammatoires, l'homéostasie de la température corporelle est fortement perturbée: de la fièvre apparaît (augmentation de la température), parfois mortelle. La raison d'une telle violation de l'homéostasie peut résider à la fois dans les particularités de la réaction neuroendocrinienne et dans les perturbations de l'activité des tissus périphériques. Dans ce cas, la manifestation de la maladie - une augmentation de la température - est la conséquence d'une violation de l'homéostasie.

Habituellement, les états fébriles s'accompagnent d'une acidose - une violation de l'équilibre acido-basique et un déplacement de la réaction des fluides corporels vers le côté acide. L'acidose est également typique de toutes les maladies associées à une détérioration du travail des systèmes cardiovasculaire et respiratoire (maladies du cœur et des vaisseaux sanguins, lésions inflammatoires et allergiques du système bronchopulmonaire, etc.). Souvent, l'acidose accompagne les premières heures de la vie d'un nouveau-né, surtout si la respiration normale n'a pas commencé immédiatement après la naissance. Pour éliminer cette condition, le nouveau-né est placé dans une chambre spéciale avec une teneur en oxygène accrue. L'acidose métabolique avec un effort musculaire intense peut survenir chez les personnes de tout âge et se manifeste par un essoufflement et une transpiration accrue, ainsi que des douleurs musculaires. Après la fin des travaux, l'état d'acidose peut persister de quelques minutes à 2-3 jours, selon le degré de fatigue, la forme physique et l'efficacité des mécanismes homéostatiques.

Les maladies entraînant une violation de l'homéostasie eau-sel, par exemple le choléra, dans laquelle une énorme quantité d'eau est éliminée du corps et les tissus perdent leurs propriétés fonctionnelles, sont très dangereuses. De nombreuses maladies rénales entraînent également une violation de l'homéostasie eau-sel. À la suite de certaines de ces maladies, une alcalose peut se développer - une augmentation excessive de la concentration de substances alcalines dans le sang et une augmentation du pH (déplacement vers le côté alcalin).

Dans certains cas, des perturbations mineures mais à long terme de l'homéostasie peuvent provoquer le développement de certaines maladies. Ainsi, il est prouvé qu'une consommation excessive de sucre et d'autres sources de glucides dans les aliments, qui perturbent l'homéostasie du glucose, entraîne des dommages au pancréas, à la suite desquels une personne développe un diabète. Une consommation excessive de sels de table et d'autres sels minéraux, d'épices piquantes, etc., qui augmentent la charge sur le système excréteur, est également dangereuse. Les reins peuvent ne pas être en mesure de faire face à l'abondance de substances qui doivent être éliminées du corps, ce qui entraînera une violation de l'homéostasie eau-sel. L'une de ses manifestations est l'œdème - l'accumulation de liquide dans les tissus mous du corps. La cause de l'œdème réside généralement soit dans une défaillance du système cardiovasculaire, soit dans une insuffisance rénale et, par conséquent, dans le métabolisme minéral.

L'homéostasie est :

Homéostasie

Homéostasie(Vieux grec ὁμοιοστάσις de ὁμοιος - le même, similaire et στάσις - debout, immobilité) - autorégulation, la capacité d'un système ouvert à maintenir la constance de son état interne grâce à des réactions coordonnées visant à maintenir l'équilibre dynamique. Le désir du système de se reproduire, de rétablir l'équilibre perdu, de vaincre la résistance de l'environnement extérieur.

L'homéostasie d'une population est la capacité d'une population à maintenir un certain nombre de ses individus pendant longtemps.

Le physiologiste américain Walter B. Cannon, dans son livre de 1932 The Wisdom of the Body, a inventé le terme comme un nom pour "les processus physiologiques coordonnés qui soutiennent les états les plus stables du corps". Plus tard, ce terme a été étendu à la capacité de maintenir dynamiquement la constance de son état interne de tout système ouvert. Cependant, l'idée de la constance de l'environnement interne a été formulée en 1878 par le scientifique français Claude Bernard.

informations générales

Le terme homéostasie est le plus couramment utilisé en biologie. Pour que les organismes multicellulaires existent, il est nécessaire de maintenir la constance de l'environnement interne. De nombreux écologistes sont convaincus que ce principe s'applique également à l'environnement extérieur. Si le système est incapable de rétablir son équilibre, il peut éventuellement cesser de fonctionner.

Les systèmes complexes - par exemple, le corps humain - doivent avoir une homéostasie afin de maintenir la stabilité et d'exister. Ces systèmes ne doivent pas seulement lutter pour survivre, ils doivent également s'adapter aux changements environnementaux et évoluer.

Propriétés d'homéostasie

Les systèmes homéostatiques ont les propriétés suivantes :

• Instabilité systèmes : teste la meilleure façon de s'adapter.
• En quête d'équilibre: toute l'organisation interne, structurelle et fonctionnelle des systèmes contribue au maintien de l'équilibre.
• Imprévisibilité: l'effet résultant d'une action particulière peut souvent différer de ce qui est attendu.

Exemples d'homéostasie chez les mammifères :

• Régulation de la quantité de micronutriments et d'eau dans le corps - osmorégulation. Elle est réalisée dans les reins.
• Élimination des déchets métaboliques - excrétion. Elle est réalisée par les organes exocrines - reins, poumons, glandes sudoripares et tractus gastro-intestinal.
• Régulation de la température corporelle. Abaissement de la température par la transpiration, une variété de réactions thermorégulatrices.
• Régulation de la glycémie. Elle est principalement réalisée par le foie, l'insuline et le glucagon sécrétés par le pancréas.

Il est important de noter que bien que le corps soit en équilibre, son état physiologique peut être dynamique. Dans de nombreux organismes, des changements endogènes sont observés sous la forme de rythmes circadiens, ultradiens et infradiens. Ainsi, même dans l'homéostasie, la température corporelle, la pression artérielle, la fréquence cardiaque et la plupart des indicateurs métaboliques ne sont pas toujours à un niveau constant, mais changent avec le temps.

Mécanismes d'homéostasie : retour d'expérience

Article principal : Retour d'information

Lorsqu'il y a un changement dans les variables, il existe deux principaux types de retours auxquels le système répond :

1. Rétroaction négative, exprimée par une réaction dans laquelle le système réagit de manière à inverser le sens du changement. Puisque la rétroaction sert à maintenir la constance du système, cela permet de maintenir l'homéostasie.
   • Par exemple, lorsque la concentration de dioxyde de carbone dans le corps humain augmente, les poumons reçoivent un signal pour augmenter leur activité et expirer plus de dioxyde de carbone.
   • La thermorégulation est un autre exemple de rétroaction négative. Lorsque la température corporelle augmente (ou diminue), les thermorécepteurs de la peau et de l'hypothalamus enregistrent un changement, déclenchant un signal du cerveau. Ce signal, à son tour, déclenche une réponse - une diminution (ou une augmentation) de la température.
2. Rétroaction positive, qui s'exprime en augmentant la variation de la variable. Il a un effet déstabilisant et ne conduit donc pas à l'homéostasie. La rétroaction positive est moins courante dans les systèmes naturels, mais elle a aussi son utilité.
   • Par exemple, dans les nerfs, un potentiel électrique seuil provoque la génération d'un potentiel d'action beaucoup plus important. La coagulation du sang et les événements de naissance sont d'autres exemples de rétroaction positive.

Les systèmes résilients nécessitent des combinaisons des deux types de rétroaction. Alors que la rétroaction négative vous permet de revenir à un état homéostatique, la rétroaction positive est utilisée pour passer à un état d'homéostasie complètement nouveau (et, très probablement, moins souhaitable) - cette situation est appelée "métastabilité". De tels changements catastrophiques peuvent se produire, par exemple, avec une augmentation des nutriments dans les rivières aux eaux claires, ce qui conduit à un état homéostatique de forte eutrophisation (prolifération du canal avec des algues) et de turbidité.

Homéostasie écologique

L'homéostasie écologique est observée dans les communautés climaciques avec la biodiversité la plus élevée possible dans des conditions environnementales favorables.

Dans les écosystèmes perturbés ou les communautés biologiques sous-climaciques - comme l'île de Krakatoa, après une violente éruption volcanique en 1883 - l'état d'homéostasie de l'écosystème forestier climacique précédent a été détruit, de même que toute vie sur cette île. Au cours des années qui ont suivi l'éruption, le Krakatoa a subi une chaîne de changements écologiques, au cours desquels de nouvelles espèces de plantes et d'animaux se sont remplacées, ce qui a conduit à la biodiversité et, par conséquent, à une communauté climacique. La succession écologique au Krakatoa s'est réalisée en plusieurs étapes. La chaîne complète des successions, qui a conduit au point culminant, s'appelle la succession. Dans l'exemple du Krakatoa, une communauté climacique s'est formée sur cette île avec huit mille espèces différentes recensées en 1983, cent ans après que l'éruption y ait détruit la vie. Les données confirment que la position reste en homéostasie pendant un certain temps, alors que l'apparition de nouvelles espèces entraîne très rapidement la disparition rapide des anciennes.

Le cas du Krakatoa et d'autres écosystèmes perturbés ou vierges montre que la colonisation initiale par des espèces pionnières s'effectue par le biais de stratégies de reproduction basées sur des rétroactions positives, dans lesquelles l'espèce se propage, produisant autant de descendants que possible, mais avec peu ou pas d'investissement dans le réussite de chacun. ... Chez ces espèces, il y a un développement rapide et un effondrement tout aussi rapide (par exemple, à travers une épidémie). Lorsque l'écosystème approche du climax, ces espèces sont remplacées par des espèces climaciques plus complexes qui, par rétroaction négative, s'adaptent aux conditions spécifiques de leur environnement. Ces espèces sont soigneusement contrôlées par la capacité potentielle de l'écosystème et suivent une stratégie différente - la production d'une progéniture plus petite, dans le succès de laquelle plus d'énergie est investie dans le microenvironnement de sa niche écologique spécifique.

Le développement commence avec la communauté des pionniers et se termine avec la communauté climax. Cette communauté climacique se forme lorsque la flore et la faune sont en équilibre avec l'environnement local.

De tels écosystèmes forment des hétérarchies dans lesquelles l'homéostasie à un niveau favorise les processus homéostatiques à un autre niveau complexe. Par exemple, la perte de feuilles d'un arbre tropical mature crée un espace pour une nouvelle croissance et enrichit le sol. De même, un arbre tropical réduit l'accès à la lumière aux niveaux inférieurs et aide à prévenir l'invasion par d'autres espèces. Mais les arbres tombent aussi au sol et le développement de la forêt dépend du changement constant des arbres, du cycle des nutriments effectué par les bactéries, les insectes, les champignons. De la même manière, ces forêts facilitent les processus écologiques tels que la régulation des microclimats ou les cycles hydrologiques d'un écosystème, et plusieurs écosystèmes différents peuvent interagir pour maintenir l'homéostasie du drainage fluvial dans une région biologique. La variabilité des biorégions joue également un rôle dans la stabilité homéostatique d'une région biologique, ou biome.

Homéostasie biologique

Informations complémentaires: Équilibre acido-basique

L'homéostasie agit comme une caractéristique fondamentale des organismes vivants et est comprise comme le maintien de l'environnement interne dans des limites acceptables.

L'environnement interne du corps comprend les fluides corporels - plasma sanguin, lymphe, substance intercellulaire et liquide céphalo-rachidien. Le maintien de la stabilité de ces fluides est vital pour les organismes, tandis que son absence entraîne des dommages au matériel génétique.

Pour tout paramètre, les organismes sont divisés en conformationnels et réglementaires. Les organismes de réglementation maintiennent le paramètre à un niveau constant, indépendamment de ce qui se passe dans l'environnement. Les organismes conformationnels permettent à l'environnement de déterminer le paramètre. Par exemple, les animaux à sang chaud maintiennent une température corporelle constante, tandis que les animaux à sang froid présentent une large gamme de températures.

Nous ne parlons pas du fait que les organismes conformationnels ne possèdent pas d'adaptations comportementales leur permettant de réguler dans une certaine mesure le paramètre pris. Les reptiles, par exemple, s'assoient souvent sur des rochers chauffés le matin pour augmenter la température de leur corps.

L'avantage de la régulation homéostatique est qu'elle permet au corps de fonctionner plus efficacement. Par exemple, les animaux à sang froid ont tendance à devenir léthargiques à basse température, tandis que les animaux à sang chaud sont presque aussi actifs que jamais. D'autre part, la régulation nécessite de l'énergie. La raison pour laquelle certains serpents ne peuvent manger qu'une fois par semaine est qu'ils dépensent beaucoup moins d'énergie pour maintenir l'homéostasie que les mammifères.

Homéostasie cellulaire

La régulation de l'activité chimique de la cellule est réalisée par un certain nombre de processus, parmi lesquels une modification de la structure du cytoplasme lui-même, ainsi que de la structure et de l'activité des enzymes, revêt une importance particulière. L'autorégulation dépend de la température, de l'acidité, de la concentration du substrat et de la présence de certains macro et microéléments.

L'homéostasie dans le corps humain

Pour plus d'informations : Équilibre acido-basique Voir aussi : Systèmes tampons du sang

Divers facteurs affectent la capacité des fluides corporels à soutenir la vie. Ceux-ci incluent des paramètres tels que la température, la salinité, l'acidité et la concentration de nutriments - glucose, divers ions, oxygène et déchets - dioxyde de carbone et urine. Étant donné que ces paramètres affectent les réactions chimiques qui maintiennent le corps en vie, il existe des mécanismes physiologiques intégrés pour les maintenir au niveau requis.

L'homéostasie ne peut être considérée comme la cause de ces adaptations inconscientes. Il doit être considéré comme une caractéristique générale de nombreux processus normaux agissant ensemble, et non comme leur cause première. De plus, il existe de nombreux phénomènes biologiques qui ne correspondent pas à ce modèle - par exemple, l'anabolisme.

Autres endroits

L'homéostasie est également utilisée dans d'autres domaines.

L'actuaire peut parler de homéostasie du risque, dans laquelle, par exemple, les personnes qui ont des freins anti-blocage sur leur voiture ne sont pas dans une position plus sûre que celles qui n'en ont pas, parce que ces personnes compensent inconsciemment une voiture plus sûre avec une conduite risquée. C'est parce que certains des mécanismes de restriction - par exemple, la peur - cessent de fonctionner.

Les sociologues et les psychologues peuvent parler de homéostasie du stress- le désir d'une population ou d'un individu de rester à un certain niveau de stress, provoquant souvent artificiellement un stress si le niveau de stress « naturel » ne suffit pas.

Exemples de

• Thermorégulation
  • Des tremblements des muscles squelettiques peuvent survenir si la température corporelle est trop basse.
  • Un autre type de thermogenèse implique la décomposition des graisses pour produire de la chaleur.
  • La transpiration refroidit le corps par évaporation.
• Réglementation chimique
  • Le pancréas sécrète de l'insuline et du glucagon pour contrôler la glycémie.
  • Les poumons reçoivent de l'oxygène, émettent du dioxyde de carbone.
  • Les reins excrètent l'urine et régulent le niveau d'eau et un certain nombre d'ions dans le corps.

Beaucoup de ces organes sont contrôlés par les hormones du système hypothalamo-hypophysaire.

voir également

Catégories :

• Homéostasie
• Systèmes ouverts
• Processus physiologiques

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Le concept a été introduit par le psychologue américain W.B. Cannon par rapport à tout processus qui modifie l'état initial ou une série d'états, initiant de nouveaux processus visant à restaurer les conditions initiales. L'homéostat mécanique est un thermostat. Le terme est utilisé en psychologie physiologique pour décrire un certain nombre de mécanismes complexes opérant dans le système nerveux autonome pour réguler des facteurs tels que la température corporelle, la composition biochimique, la pression artérielle, l'équilibre hydrique, le métabolisme, etc. par exemple, un changement de température corporelle déclenche une variété de processus tels que des tremblements, une augmentation du métabolisme, une augmentation ou une rétention de la chaleur jusqu'à ce qu'une température normale soit atteinte. Des exemples de théories psychologiques de nature homéostatique sont la théorie de l'équilibre (Heider, 1983), la théorie de la congruence (Osgood, Tannenbaum, 1955), la théorie de la dissonance cognitive (Festinger, 1957), la théorie de la symétrie (Newcomb, 1953 ), etc. approche qui suppose la possibilité fondamentale de l'existence dans le cadre d'un même ensemble d'états d'équilibre (voir hétérostase).

HOMÉOSTASIE

homéostasie) - maintien d'un équilibre entre des mécanismes ou des systèmes opposés ; le principe de base de la physiologie, qui devrait également être considéré comme la loi fondamentale du comportement mental.

HOMÉOSTASIE

homéostasie) La tendance des organismes à maintenir leur état constant. Selon Cannon (1932), l'auteur du terme : "Les organismes composés d'une substance caractérisée par le plus haut degré de volatilité et d'instabilité ont en quelque sorte maîtrisé les moyens de maintenir la constance et de maintenir la stabilité dans des conditions qui devraient raisonnablement être considérées comme absolument destructrices." Le PRINCIPE DE PLAISIR - DE PLAISIR de Freud et le PRINCIPE DE CONSTANCE de Fechner qu'il utilise sont généralement considérés comme des concepts psychologiques analogues au concept physiologique d'homéostasie, c'est-à-dire ils supposent une tendance programmée à maintenir une TENSION psychologique à un niveau optimal constant, similaire à une tendance du corps à maintenir une chimie sanguine, une température, etc.

HOMÉOSTASIE

un état d'équilibre mobile d'un certain système, maintenu par sa réaction aux facteurs externes et internes qui perturbent l'équilibre. Maintien de la constance de divers paramètres physiologiques du corps. Le concept d'homéostasie a été développé à l'origine en physiologie pour expliquer la constance de l'environnement interne de l'organisme et la stabilité de ses fonctions physiologiques de base. Cette idée a été développée par le physiologiste américain W. Cannon dans la doctrine de la sagesse du corps en tant que système ouvert qui maintient en permanence la stabilité. Recevant des signaux sur les changements qui menacent le système, le corps allume les appareils qui continuent de fonctionner jusqu'à ce qu'il soit possible de le ramener à un état d'équilibre, aux valeurs précédentes des paramètres. Le principe de l'homéostasie est passé de la physiologie à la cybernétique et à d'autres sciences, y compris la psychologie, acquérant un sens plus général du principe d'une approche systémique et d'une autorégulation basée sur la rétroaction. L'idée que chaque système s'efforce de maintenir la stabilité a été transférée à l'interaction de l'organisme avec l'environnement. Ce transfert est typique, en particulier :

1) pour le non-behaviorisme, qui croit qu'une nouvelle réaction motrice se consolide du fait de la libération de l'organisme du besoin qui a perturbé son homéostasie ;

2) pour le concept de J. Piaget, qui estime que le développement mental se produit dans le processus d'équilibre de l'organisme avec l'environnement ;

3) pour la théorie des champs de K. Levin, selon laquelle la motivation naît dans un « système de stress » hors d'équilibre ;

4) pour la psychologie de la Gestalt, notant que lorsque l'équilibre de la composante du système mental est perturbé, il tend à le rétablir. Cependant, le principe d'homéostasie, expliquant le phénomène d'autorégulation, ne peut révéler la source des changements dans le psychisme et son activité.

HOMÉOSTASIE

grec homeios - similaire, similaire, statis - debout, immobilité). Un équilibre mobile, mais stable de tout système (biologique, mental), en raison de son opposition, perturbant cet équilibre des facteurs internes et externes (voir la théorie thalamique des émotions de Kennon. Le principe de G. est largement utilisé en physiologie, cybernétique, psychologie , il explique la capacité d'adaptation de Mental G. maintient des conditions optimales pour le fonctionnement du cerveau et du système nerveux dans le processus de la vie.

HOMÉOSTASIE (IS)

du grec. homoios - similaire + stase - debout; lettres, signifiant "être dans le même état").

1. Au sens étroit (physiologique), G. est le processus de maintien de la constance relative des caractéristiques de base de l'environnement interne du corps (par exemple, la constance de la température corporelle, de la pression artérielle, de la glycémie, etc.) sur une période large éventail de conditions environnementales. Un rôle important dans G. est joué par l'activité conjointe de N. végétatif. avec, l'hypothalamus et le tronc cérébral, ainsi que le système endocrinien, tandis qu'en partie la régulation neurohumorale de G. Elle s'effectue « de manière autonome » à partir du psychisme et du comportement. L'hypothalamus "décide" à quel trouble de G. il faut se tourner vers les formes supérieures d'adaptation et déclencher le mécanisme de la motivation biologique du comportement (voir. L'hypothèse de la réduction de la pulsion, Besoins).

Le terme "G." introduit par Amer. physiologiste Walter Cannon (Cannon, 1871-1945) en 1929, cependant, le concept de l'environnement interne et le concept de sa constance ont été développés beaucoup plus tôt que le P. physiologiste Claude Bernard (Bernard, 1813-1878).

2. Au sens large, le concept de "G." appliqué à une variété de systèmes (biocénoses, populations, personnalité, systèmes sociaux, etc.). (B.M.)

Homéostasie

homéostasie) Pour que des organismes complexes survivent et se déplacent librement dans un environnement changeant et souvent hostile, il est nécessaire de maintenir leur environnement interne relativement constant. Cette cohérence interne a été appelée « G. » par Walter B. Kennon. Cannon a décrit ses découvertes comme des exemples de maintien d'états stables dans des systèmes ouverts. En 1926, il proposa le terme « G. » pour un tel état stable. et a proposé un système de postulats concernant sa nature, les limites ont ensuite été élargies en vue de la publication d'une revue des mécanismes homéostatiques et régulateurs connus à cette époque. Le corps, a fait valoir Kennon, grâce à des réactions homéostatiques est capable de maintenir la stabilité du fluide intercellulaire (matrice fluide), contrôlant et régulant ce qu'on appelle. la température corporelle, la pression artérielle et d'autres paramètres de l'environnement interne, dont le maintien dans certaines limites est nécessaire à la vie. G. est également maintenu par rapport aux niveaux d'approvisionnement en substances nécessaires au fonctionnement normal des cellules. Le concept de G., proposé par Cannon, se présente sous la forme d'un ensemble de dispositions concernant l'existence, la nature et les principes des systèmes d'autorégulation. Il a souligné que les êtres vivants complexes sont des systèmes ouverts formés de composants changeants et instables, constamment soumis à des influences extérieures perturbatrices dues à cette ouverture. Ainsi, ces systèmes, en perpétuel mouvement de changement, doivent néanmoins conserver une constance vis-à-vis de l'environnement afin de maintenir des conditions favorables à la vie. La correction dans de tels systèmes doit se produire en continu. Par conséquent, G. caractérise un état relativement plutôt qu'absolument stable. Le concept de système ouvert a remis en cause tous les concepts traditionnels d'une unité d'analyse adéquate pour un organisme. Si le cœur, les poumons, les reins et le sang, par exemple, font partie d'un système autorégulé, alors leurs actions ou fonctions ne peuvent être comprises sur la base de l'étude de chacun d'eux séparément. Une compréhension complète n'est possible qu'à partir de la connaissance du fonctionnement de chacune de ces parties par rapport aux autres. La notion de système ouvert remet également en question toutes les conceptions traditionnelles de la causalité, offrant une détermination réciproque complexe au lieu d'une simple causalité séquentielle ou linéaire. Ainsi, G. est devenu une nouvelle perspective à la fois pour examiner le comportement de divers types de systèmes et pour comprendre les personnes en tant qu'éléments de systèmes ouverts. Voir aussi Adaptation, Syndrome général d'adaptation, Systèmes généraux, Modèle de lentille, Question sur la relation entre l'esprit et le corps R. Enfield

HOMÉOSTASIE

le principe général d'autorégulation des organismes vivants, formulé par Cannon en 1926. Perls insiste fortement sur l'importance de ce concept dans son ouvrage « L'approche gestaltiste et témoin oculaire de la thérapie », commencé en 1950, achevé en 1970 et publié après sa mort en 1973.

Homéostasie

Processus par lequel le corps maintient l'équilibre dans son environnement physiologique interne. L'envie de manger, de boire et de réguler la température corporelle se produit par des impulsions homéostatiques. Par exemple, une baisse de la température corporelle déclenche de nombreux processus (comme des frissons) qui aident à rétablir une température normale. Ainsi, l'homéostasie initie d'autres processus qui agissent comme régulateurs et restaurent un état optimal. En tant qu'analogue, vous pouvez apporter un système de chauffage central avec contrôle thermostatique. Lorsque la température ambiante descend en dessous des valeurs définies dans le thermostat, il allume la chaudière à vapeur, qui pompe de l'eau chaude dans le système de chauffage, augmentant la température. Lorsque la température ambiante atteint un niveau normal, le thermostat éteint la chaudière à vapeur.

HOMÉOSTASIE

homéostasie) - le processus physiologique de maintien de la constance de l'environnement interne du corps (éd.), dans lequel divers paramètres du corps (par exemple, la pression artérielle, la température corporelle, l'équilibre acido-basique) sont maintenus en équilibre malgré le changement Conditions environnementales. - Homéostatique.

Homéostasie

La formation des mots. Vient du grec. homoios - similaire + stase - immobilité.

Spécificité. Processus par lequel la constance relative de l'environnement interne du corps est obtenue (constance de la température corporelle, de la pression artérielle, de la concentration de sucre dans le sang). En tant que mécanisme distinct, on peut distinguer l'homéostasie neuropsychique, grâce à laquelle la préservation et le maintien de conditions optimales pour le fonctionnement du système nerveux lors de la mise en œuvre de diverses formes d'activité sont assurés.

HOMÉOSTASIE

Traduit littéralement du grec, cela signifie la même condition. Le physiologiste américain U.B. Cannon a inventé le terme pour désigner tout processus qui modifie une condition existante ou un ensemble de circonstances et initie ainsi d'autres processus qui remplissent des fonctions de régulation et restaurent l'état d'origine. Le thermostat est un homéostat mécanique. Ce terme est utilisé en psychologie physiologique pour désigner un certain nombre de mécanismes biologiques complexes qui agissent à travers le système nerveux autonome pour réguler des facteurs tels que la température corporelle, les fluides corporels et leurs propriétés physiques et chimiques, la pression artérielle, l'équilibre hydrique, le métabolisme, etc. Par exemple, une diminution de la température corporelle déclenche une série de processus tels que des tremblements, une piloérection et une augmentation du métabolisme, qui provoquent et maintiennent une température élevée jusqu'à ce qu'une température normale soit atteinte.

HOMÉOSTASIE

du grec. homoios - similaire + stase - état, immobilité) est un type d'équilibre dynamique caractéristique des systèmes complexes d'autorégulation et consistant à maintenir les paramètres essentiels du système dans des limites acceptables. Le terme "G." proposé par le physiologiste américain W. Cannon en 1929 pour décrire l'état du corps humain, des animaux et des plantes. Puis ce concept s'est généralisé en cybernétique, en psychologie, en sociologie, etc. L'étude des processus homéostatiques implique l'attribution : 1) de paramètres, changements importants qui perturbent le fonctionnement normal du système ; 2) les limites de la modification admissible de ces paramètres sous l'influence des conditions de l'environnement externe et interne; 3) un ensemble de mécanismes spécifiques qui commencent à fonctionner lorsque les valeurs des variables dépassent ces limites (B.G. Yudin, 2001). Chaque réaction conflictuelle de chaque côté lorsqu'un conflit survient et se développe n'est rien de plus qu'un désir de préserver son propre G. Un paramètre dont le changement déclenche le mécanisme de conflit est le dommage prédit comme conséquence des actions de l'adversaire. La dynamique du conflit et le rythme de son escalade sont régulés par le feedback : la réaction d'un côté du conflit aux actions de l'autre côté. Au cours des 20 dernières années, la Russie s'est développée comme un système avec des boucles de rétroaction perdues, bloquées ou extrêmement affaiblies. Par conséquent, le comportement de l'État et de la société dans les conflits de cette période, qui a détruit l'État du pays, est irrationnel. L'application de la théorie de G. à l'analyse et à la régulation des conflits sociaux peut augmenter considérablement l'efficacité du travail des conflictologues russes.

Retour d'information.

Lorsqu'il y a un changement dans les variables, il existe deux principaux types de retours auxquels le système répond :

Retours négatifs, exprimé par une réaction dans laquelle le système réagit de manière à inverser le sens du changement. Puisque la rétroaction sert à maintenir la constance du système, cela permet de maintenir l'homéostasie.

Par exemple, lorsque la concentration gaz carbonique augmente dans le corps humain, les poumons reçoivent un signal pour augmenter leur activité et expirer plus de dioxyde de carbone.

Thermorégulation est un autre exemple de rétroaction négative. Lorsque votre température corporelle augmente (ou diminue) thermorécepteurs v peau et hypothalamus enregistrer le changement en déclenchant un signal du cerveau. Ce signal, à son tour, déclenche une réponse - une diminution (ou une augmentation) de la température.

Commentaire positif , qui s'exprime en augmentant la variation de la variable. Il a un effet déstabilisant et ne conduit donc pas à l'homéostasie. La rétroaction positive est moins courante dans les systèmes naturels, mais elle a aussi son utilité.

Par exemple, dans les nerfs seuil de potentiel électrique génère beaucoup plus potentiel d'action. Coagulation du sang et événements à naissance peuvent être cités comme d'autres exemples de rétroaction positive.

Les systèmes résilients nécessitent des combinaisons des deux types de rétroaction. Alors que la rétroaction négative vous permet de revenir à un état homéostatique, la rétroaction positive est utilisée pour passer à un état d'homéostasie complètement nouveau (et, très probablement, moins souhaitable) - cette situation est appelée "métastabilité". De tels changements catastrophiques peuvent se produire, par exemple, avec une augmentation nutriments dans les rivières aux eaux claires, ce qui conduit à un état homéostatique de haute eutrophisation(envahissement du canal algues) et la turbidité.

Mécanismes biophysiques de l'homéostasie.

Du point de vue de la biophysique chimique, l'homéostasie est un état dans lequel tous les processus responsables des transformations énergétiques dans le corps sont en équilibre dynamique. Cet état est le plus stable et correspond à l'optimum physiologique. Conformément aux concepts de la thermodynamique, un organisme et une cellule peuvent exister et s'adapter à de telles conditions environnementales dans lesquelles un cours stationnaire de processus physico-chimiques peut être établi dans un système biologique, c'est-à-dire homéostasie. Le rôle principal dans l'établissement de l'homéostasie appartient aux systèmes membranaires cellulaires, qui sont responsables des processus bioénergétiques et régulent le taux d'absorption et de libération de substances par les cellules.

De ce point de vue, les principales causes de la maladie sont des réactions non enzymatiques inhabituelles pour la vie normale, se produisant dans les membranes ; dans la plupart des cas, ce sont des réactions en chaîne d'oxydation avec la participation de radicaux libres qui se produisent dans les phospholipides des cellules. Ces réactions entraînent des dommages aux éléments structurels des cellules et un dysfonctionnement de la régulation. Les facteurs de perturbation de l'homéostasie incluent également les agents provoquant la formation de radicaux (rayonnements ionisants, toxines infectieuses, certains aliments, nicotine, ainsi qu'un manque de vitamines, etc.).

Les facteurs qui stabilisent l'état homéostatique et la fonction des membranes comprennent les bioantioxydants, qui inhibent le développement de réactions radicalaires oxydatives.

Homéostasie écologique.

L'homéostasie écologique est observée dans les communautés climaciques avec la biodiversité la plus élevée possible dans des conditions environnementales favorables.

Dans les écosystèmes perturbés ou les communautés biologiques sous-climaciques - comme l'île de Krakatoa, après une violente éruption volcanique en 1883 - l'état d'homéostasie de l'écosystème forestier climacique précédent a été détruit, de même que toute vie sur cette île.

Au cours des années qui ont suivi l'éruption, le Krakatoa a subi une chaîne de changements écologiques, au cours desquels de nouvelles espèces de plantes et d'animaux se sont remplacées, ce qui a conduit à la biodiversité et, par conséquent, à une communauté climacique. La succession écologique au Krakatoa s'est réalisée en plusieurs étapes. La chaîne complète des successions, qui a conduit au point culminant, s'appelle la succession. Dans l'exemple du Krakatoa, une communauté climacique s'est formée sur cette île avec huit mille espèces différentes recensées en 1983, cent ans après que l'éruption y ait détruit la vie. Les données confirment que la position reste en homéostasie pendant un certain temps, alors que l'apparition de nouvelles espèces entraîne très rapidement la disparition rapide des anciennes.

Le cas du Krakatoa et d'autres écosystèmes perturbés ou vierges montre que la colonisation initiale par des espèces pionnières s'effectue par le biais de stratégies de reproduction basées sur des rétroactions positives, dans lesquelles l'espèce se propage, produisant autant de descendants que possible, mais avec peu ou pas d'investissement dans le réussite de chacun. ... Chez ces espèces, il y a un développement rapide et un effondrement tout aussi rapide (par exemple, à travers une épidémie). Lorsque l'écosystème approche du climax, ces espèces sont remplacées par des espèces climaciques plus complexes qui, par rétroaction négative, s'adaptent aux conditions spécifiques de leur environnement. Ces espèces sont soigneusement contrôlées par la capacité potentielle de l'écosystème et suivent une stratégie différente - la production d'une progéniture plus petite, dans le succès de laquelle plus d'énergie est investie dans le microenvironnement de sa niche écologique spécifique.

Le développement commence avec la communauté des pionniers et se termine avec la communauté climax. Cette communauté climacique se forme lorsque la flore et la faune sont en équilibre avec l'environnement local.

De tels écosystèmes forment des hétérarchies dans lesquelles l'homéostasie à un niveau favorise les processus homéostatiques à un autre niveau complexe.

Par exemple, la perte de feuilles d'un arbre tropical mature crée un espace pour une nouvelle croissance et enrichit le sol. De même, un arbre tropical réduit l'accès à la lumière aux niveaux inférieurs et aide à prévenir l'invasion par d'autres espèces. Mais les arbres tombent aussi au sol et le développement de la forêt dépend du changement constant des arbres, du cycle des nutriments effectué par les bactéries, les insectes, les champignons.

De la même manière, ces forêts facilitent les processus écologiques, tels que la régulation des microclimats ou les cycles hydrologiques d'un écosystème, et plusieurs écosystèmes différents peuvent interagir pour maintenir l'homéostasie du drainage fluvial dans une région biologique. La variabilité des biorégions joue également un rôle dans la stabilité homéostatique d'une région biologique, ou biome.

Homéostasie biologique.

L'homéostasie agit comme une caractéristique fondamentale des organismes vivants et est comprise comme le maintien de l'environnement interne dans des limites acceptables.

L'environnement interne du corps comprend les fluides corporels - plasma sanguin, lymphe, substance intercellulaire et liquide céphalo-rachidien. Le maintien de la stabilité de ces fluides est vital pour les organismes, tandis que son absence entraîne des dommages au matériel génétique.

Pour tout paramètre, les organismes sont divisés en conformationnels et réglementaires. Les organismes de réglementation maintiennent le paramètre à un niveau constant, indépendamment de ce qui se passe dans l'environnement. Les organismes conformationnels permettent à l'environnement de déterminer le paramètre. Par exemple, les animaux à sang chaud maintiennent une température corporelle constante, tandis que les animaux à sang froid présentent une large gamme de températures.

Nous ne parlons pas du fait que les organismes conformationnels ne possèdent pas d'adaptations comportementales leur permettant de réguler dans une certaine mesure le paramètre pris. Les reptiles, par exemple, s'assoient souvent sur des rochers chauffés le matin pour augmenter la température de leur corps.

L'avantage de la régulation homéostatique est qu'elle permet au corps de fonctionner plus efficacement. Par exemple, les animaux à sang froid ont tendance à devenir léthargiques à basse température, tandis que les animaux à sang chaud sont presque aussi actifs que jamais. D'autre part, la régulation nécessite de l'énergie. La raison pour laquelle certains serpents ne peuvent manger qu'une fois par semaine est qu'ils dépensent beaucoup moins d'énergie pour maintenir l'homéostasie que les mammifères.

L'homéostasie cellulaire.

La régulation de l'activité chimique de la cellule est réalisée par un certain nombre de processus, parmi lesquels une modification de la structure du cytoplasme lui-même, ainsi que de la structure et de l'activité des enzymes, revêt une importance particulière. L'autorégulation dépend de la température, de l'acidité, de la concentration du substrat et de la présence de certains macro et microéléments.

L'homéostasie dans le corps humain.

Divers facteurs affectent la capacité des fluides corporels à soutenir la vie. Ceux-ci incluent des paramètres tels que la température, la salinité, l'acidité et la concentration de nutriments - glucose, divers ions, oxygène et déchets - dioxyde de carbone et urine. Étant donné que ces paramètres affectent les réactions chimiques qui maintiennent le corps en vie, il existe des mécanismes physiologiques intégrés pour les maintenir au niveau requis.

L'homéostasie ne peut être considérée comme la cause de ces adaptations inconscientes. Il doit être considéré comme une caractéristique générale de nombreux processus normaux agissant ensemble, et non comme leur cause première. De plus, il existe de nombreux phénomènes biologiques qui ne correspondent pas à ce modèle - par exemple, l'anabolisme.